Зачастую в жизни мы наблюдаем явление, которое называется механическим движением. Например, автомобиль едет по дороге, в небе плывут облака, ребенок качается, Луна вращается вокруг Земли и т.д.. Во всех этих случаях происходит изменение положения одного тела или его частей относительно других.
Чтобы установить это, нужно выбрать тело отсчета, относительно которого можно фиксировать положение движущегося тела в любой момент времени. Тело отсчета выбирается произвольно. В приведенных примерах это может быть столб или дерево у дороги, дом, поверхность Земли подобное. Чтобы описать движение тела, нужно точно знать его местонахождение в пространстве в любой момент времени, то есть уметь определять изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Как известно, проще всего это можно осуществить с помощью системы координат. Например, зафиксировать «адрес» тела как некое его положения в пространстве, измерив расстояния или углы в определенной системе координат.
Так, в географии положение тела на земной поверхности задается двумя числами на пересечении меридиана и параллели, которые называются географической долготой и широтой. В математике «адрес» тела чаще определяют с помощью координат. В частности, в прямоугольной (декартовой) системе координат на плоскости - это расстояния X и у (рис. 1.1).
Систему координат, как правило, связывают с телом отсчета. Тогда движущееся тело характеризуется изменением положения тела в пространстве относительно тела отсчета, т.е. изменением его координат во времени. Математически это записывается так: х = x (t) у = y (t).
Чтобы установить такое изменение в любой момент времени, с телом отсчета и системе координат необходимо связать средство измерения времени, например часы. Тогда тело отсчета, систему координат, связанную с телом отсчета, и часы в совокупности называют системой отсчета. Как известно, реальные физические тела имеют форму и объем, и поэтому задать их положение в пространстве не всегда можно однозначно, поскольку различные их части будут иметь разные координаты. Однако эту задачу можно упростить, если не считать размеры тела. Это можно делать только при определенных условиях.
Чтобы выяснить их, рассмотрим движение автомобиля. На значительных расстояниях, например на шоссе между Киевом и Харьковом, размерами автомобиля можно пренебречь, поскольку они гораздо меньше расстояние, которое он проходит. Поэтому нет необходимости рассматривать особенности движения каждой из точек кузова автомобиля - они будут одинаковыми. В таком случае его движение достаточно представить как движение одной любой его точки. По форме траектории механические движения бывают прямолинейными и криволинейными (рис. 1.3). Траектория прямолинейного движения - прямая линия. Например, падения шарика с известной высоты или движение тележки по наклонному желобу. Во время криволинейного движения тело перемещается по произвольной кривой. Движение планет, полет мяча, перемещение часовой стрелки - это примеры криволинейного движения. Часто реальное движение тел является комбинацией прямолинейного и криволинейного движения. Так, перемещение автобуса по маршруту является комбинированным: в нем есть и прямолинейные, и криволинейные участки.
Загрузка...