Iz kursa fizike sedmog razreda sjećamo se da je mehaničko kretanje tijela njegovo kretanje u vremenu u odnosu na druga tijela. Na osnovu takvih informacija možemo pretpostaviti potreban skup alata za izračunavanje kretanja tijela.

Prvo, treba nam nešto u odnosu na šta ćemo napraviti naše kalkulacije. Zatim se trebamo dogovoriti kako ćemo odrediti položaj tijela u odnosu na ovo "nešto". I konačno, morat ćete nekako popraviti vrijeme. Dakle, da bismo izračunali gdje će se tijelo nalaziti u određenom trenutku, potreban nam je referentni okvir.

Referentni okvir u fizici

U fizici, referentni sistem je skup referentnog tijela, koordinatnog sistema povezanog s referentnim tijelom i sata ili drugog uređaja za mjerenje vremena. U isto vrijeme, uvijek treba imati na umu da je svaki referentni okvir uslovan i relativan. Uvijek je moguće usvojiti drugi referentni okvir, u odnosu na koji će svaki pokret imati potpuno drugačije karakteristike.

Relativnost je općenito važan aspekt koji treba uzeti u obzir u gotovo svakom proračunu u fizici. Na primjer, u mnogim slučajevima smo daleko od mogućnosti da u bilo kojem trenutku odredimo tačne koordinate tijela koje se kreće.

Konkretno, ne možemo postaviti posmatrače sa satovima na svakih sto metara željeznički kolosijek od Moskve do Vladivostoka. U ovom slučaju izračunavamo brzinu i lokaciju tijela otprilike za neki vremenski period.

Ne brinemo o preciznosti do jednog metra pri određivanju lokacije voza na ruti od nekoliko stotina ili hiljada kilometara. Za to postoje aproksimacije u fizici. Jedna od takvih aproksimacija je koncept "materijalne tačke".

Materijalna tačka u fizici

Materijalna tačka u fizici označava tijelo, u slučajevima kada se njegova veličina i oblik mogu zanemariti. Pretpostavlja se da materijalna tačka ima masu originalnog tijela.

Na primjer, kada računamo vrijeme koje će avionu trebati da preleti od Novosibirska do Novopolotska, ne brinemo o veličini i obliku aviona. Dovoljno je znati kojom se brzinom razvija i razdaljinom između gradova. U slučaju kada trebamo izračunati otpor vjetra na određenoj visini i pri određenoj brzini, onda ne možemo bez tačnog poznavanja oblika i dimenzija iste letjelice.

Gotovo svako tijelo se može smatrati materijalnom točkom ili kada je udaljenost koju tijelo pokriva velika u odnosu na njegovu veličinu, ili kada se sve točke tijela kreću na isti način. Na primjer, automobil koji je prešao nekoliko metara od trgovine do raskrsnice prilično je uporediv s ovom udaljenosti. Ali čak iu takvoj situaciji može se smatrati materijalnom točkom, jer su se svi dijelovi automobila kretali na isti način i na istoj udaljenosti.

Ali u slučaju kada isti auto treba da smestimo u garažu, to se više ne može smatrati materijalnom tačkom. Morate uzeti u obzir njegovu veličinu i oblik. Ovo su ujedno i primjeri kada je potrebno voditi računa o relativnosti, odnosno u odnosu na ono što radimo konkretne proračune.

Opis video lekcije

Predmeti i objekti oko nas (na jeziku fizike nazivaju se fizičkim tijelima) zauzimaju određeni položaj u prostoru jedni u odnosu na druge. Ako se tokom vremena položaj jednog tijela u odnosu na drugo ne promijeni, to znači da prvo tijelo miruje u odnosu na drugo. Na primjer, putokaz i drvo miruju jedno u odnosu na drugo. Ako se s vremenom položaj jednog tijela u odnosu na drugo promijeni, to znači da prvo tijelo vrši mehanički pokret u odnosu na drugo tijelo. Na primjer, tramvaj i drvo. Tramvaj pravi mehanički pokret u odnosu na drvo. Mehaničko kretanje tijela je promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druge, koja se dešava tokom vremena. Znamo kako opisati kretanje i izračunati glavne parametre za najjednostavniji slučaj iz predmeta matematika i fizika sedmog razreda. Možemo postaviti položaj tijela koristeći koordinatnu liniju. Da bi se pronašla brzina tijela, potrebno je podijeliti putanju vremenom... Međutim, u praktičnom životu češće su složenije vrste mehaničkog kretanja. A da bismo ih opisali, potrebni su nam novi alati. Razmotrite sljedeće vrste kretanja:
- kretanje napred(na primjer, spuštanje sa planine saonicama);
- rotacijsko kretanje (na primjer, dnevna rotacija Zemlje);
- oscilirajuće kretanje(na primjer, kretanje klatna).

Kako onda, ili uz koju pomoć, možemo opisati složenije tipove kretanja? Prvo, trebate odabrati objekat u odnosu na koji ćemo razmotriti kretanje tijela od interesa za nas. Drugo, iz kursa matematike znamo da možete postaviti položaj tačke pomoću koordinatnog sistema (na primjer, pravokutnog). Treće, moraćete da računate vreme. Odnosno, da bismo izračunali gdje će se tijelo nalaziti u određenom trenutku, potreban nam je referentni okvir. U fizici, referentni sistem je skup referentnog tijela, koordinatni sistem povezan s referentnim tijelom i fiksni uređaj za mjerenje vremena. Važno je zapamtiti da je svaki referentni okvir uslovan i relativan. Odabirom drugačijeg referentnog okvira, dobit ćemo kretanje s potpuno drugačijim parametrima. Tijela u fizici su stvarna, često imaju značajne dimenzije, za razliku od apstraktne tačke u matematički sistem koordinate. Možemo li koristiti koordinatni sistem da pronađemo lokaciju fizičko tijelo? Ako su dimenzije samog tijela višestruko manje od ostalih dimenzija koje se moraju rješavati u uvjetima određenog problema, tada se dimenzije samog tijela mogu zanemariti pod tim posebnim uvjetima. Tada se takvo tijelo u fizici uzima kao materijalna tačka.
Na primjer, trebamo izračunati vrijeme potrebno da avion leti od Minska do Burgasa. U ovakvom stanju problema nisu nam bitne dimenzije i oblik samog transporta. Morate znati brzinu kojom se razvija i udaljenost između gradova. Ovi podaci će biti dovoljni za rješavanje problema. U ovom problemu legitimno je uzeti avion kao materijalnu tačku. Ako treba izračunati otpor vjetra na određenoj visini i pri određenoj brzini, onda pri rješavanju ovog problema ne možemo bez tačnog poznavanja oblika i dimenzija iste letjelice, jer sila otpora zavisi od oblika i brzine aviona. To znači da se tijelo (ravan) ne može uzeti kao materijalna tačka. Tijelo se također može uzeti kao materijalna tačka ako se sve tačke tijela kreću na isti način (takvo kretanje se naziva translacijskim). Na primjer, ako voz podzemne željeznice putuje samo jednu stanicu, ali duž pravog dijela, može se smatrati materijalnom točkom, jer su se svi dijelovi voza kretali na isti način i na jednakoj udaljenosti.
Izaberite iz predloženih uslova problema slučaj kada se tijelo može smatrati materijalnom točkom:
1. Izračunajte pritisak koji rezervoar vrši na površinu.
2. Odredite zapreminu lopte pomoću mjerni uređajčaša.
3. Odredite visinu na koju se spejs šatl popeo.
Prilikom podizanja spejs šatla, može se zanemariti veličina same rakete u poređenju sa udaljenostima na koje se penje. Dakle, može se uzeti kao materijalna tačka.
U drugim slučajevima, dimenzije samih tijela moraju se uzeti u obzir prilikom rješavanja problema.

Molčanova Larisa Anatolievna

nastavnik fizike i prirodnih nauka

Srednja škola MBOU №150, Krasnojarsk

Tema 1 "Zakoni kretanja i međudjelovanja tijela"

Lekcija 1.1 Materijalna tačka. Referentni sistem

Svrha lekcije: Upoznajte osnovne karakteristike pokreta. Razmotrite koncept materijalne tačke i principe njegove primjene. Objasnite komponente referentnog sistema.

Tokom nastave

1. Organizacioni momenat

Obilježavanje prisutnih. Najava teme i naziva časa (slajd 1).

2. Učenje novog gradiva

1) Uvodna reč nastavnika:

Počinjemo s vama razmatrati pitanja interakcije tijela, materijalne tačke, referentnog sistema od glavnog pitanja -saobraćaja . Općenito, sve promjene koje se događaju u prirodi mogu se nazvati kretanjem.

U predmetu fizike 9. razreda izučavanje kretanja započinjemo najjednostavnijim oblikom kretanja - mehaničkim kretanjem (slajd 2).

Razmotrite nekoliko vrsta kretanja. Ovo je, prije svega, progresivno, najjednostavnije, prilično rijetko; rotacijski i oscilatorni (slajd 3).

Osim toga, možemo govoriti o obliku putanje tijela, odnosno linije po kojoj se tijelo kreće (slajd 4).

Imajte na umu da prilikom proučavanja pokreta trebamo uzeti u obzir pitanja vezana za tijelo. Za karakterizaciju kretanja koriste se sljedeće veličine: prije svega, prijeđena udaljenost, brzina, putanja, kao i vrlo važne stvari - to su koordinate tijela (slajd 5).

Hajde da vidimo gde se sve ove količine susreću. Prije svega, potrebno je napomenuti vrijednost poznatu iz 7. razreda - prijeđenu udaljenost. Označava se slovom S i izražava se u metrima. Prijeđeni put je dužina putanje, a putanja je linija duž koje se tijelo kreće (slajdovi 6, 7).

Sljedeća karakteristika je brzina. Iz kursa 7. razreda možemo podsjetiti da je brzina vrijednost koja karakterizira brzinu kretanja. Označava se latiničnim slovom V i mjeri se u m/s (slajd 8).

I sljedeća karakteristika su koordinate. Skrećem vam pažnju na činjenicu da se iz matematike sjećate da kako biste odredili lokaciju tijela, morate navesti njegove koordinate. Do sredine prošlog milenijuma koristila se samo jedna koordinata - zovemo je osa OX ili osa apscise. Ali danas znate da je naš prostor trodimenzionalan, pa se stoga koriste koordinate duž tri ose: x, y iz(slajd 9). Postavljanjem ovih tačaka (koordinata) možemo odrediti lokaciju tijela.

Vrlo važno pitanje koje ovdje treba napomenuti je kako posmatrati tijelo u datom koordinatnom sistemu. Činjenica je da tijela mogu biti vrlo različita po veličini - velika, super-velika (neka kosmička tijela), mala, mikroskopska, pa je, kako bi bilo pogodnije koristiti karakteristike kretanja tijela, potrebno uvesti takvu stvar kao što je materijalna tačka (slajd 10).

Ako uzmemo u obzir, na primjer, voz koji se približava stanici, onda ga u ovom slučaju ne možemo smatrati materijalnom tačkom u odnosu na stanicu, jer su njihove veličine uporedive (slajd 11). U ovom slučaju, ako su veličine tijela uporedive, onda se ne mogu smatrati MT. Ali ako uzmemo u obzir kretanje vlaka, na primjer, od Moskve do Krasnojarska, tada je u ovom slučaju udaljenost koju vlak savladava mnogo veća (nesumjerljiva) s njegovom veličinom. Stoga se u ovom slučaju može govoriti o vozu kao o MT (slajd 12). U ovom slučaju, prikladno je postaviti koordinate tijela (tačke) i razgovarati o tome kako se kreće.

Razmislite kako odrediti lokaciju tijela u prostoru. Da biste to učinili, morate znati koordinate. Ako imamo posla s jednodimenzionalnim kretanjem, odnosno tijelo se kreće duž jedne prave linije duž ose OX, tada će postojati samo jedna koordinata - x. Ako je kretanje dvodimenzionalno, tada će postojati dvije koordinate - x i y, u ovom slučaju koristit ćemo pravokutni koordinatni sistem. A ako je trodimenzionalno, onda tri koordinate. Ovaj koordinatni sistem se zovekartezijanski sistem koordinate.

Takođe treba napomenuti da se tijelo kreće u vremenu, pa treba reći koje koordinate ima tijelo u datom trenutku. I tu dolazimo do vrlo važnog zaključka: da bismo okarakterisali kretanje, potrebno ga je uvestireferentni sistem.

Referentni sistem nazivamo tri komponente - to je koordinatni sistem, referentno tijelo i referentni vremenski uređaj - sat (slajd 13). Skrećem vam pažnju da drugo MT može biti i referentno tijelo, u ovom slučaju možemo reći da se ishodište koordinata poklapa sa referentnom tačkom. Generalno, ovo će biti referentni sistem koji se koristi u cijelom svijetu. Pored takvog referentnog sistema, koriste se i drugi - koji sadrže ne samo pravougaoni koordinatni sistem, već i takozvani radijus vektor. Koristeći takav sistem, možete postaviti i lokaciju tijela, na primjer, ovo se široko koristi u navigaciji.

3. Konsolidacija proučenog

Izvođenje vježbe 1 strana 9 udžbenika (frontalna analiza).

4. Sažetak lekcije

U zaključku lekcije, treba napomenuti da svako kretanje karakterišemo referentnim sistemom, koordinatama. Mora se imati na umu da možemo koristiti takav koncept kao MT. Takođe treba da zapamtite da ponekad ne možemo posmatrati celo telo kao celinu, već neki njegov deo i uzeti ovaj deo kao MT. U narednim časovima upoznaćemo se i sa ostalim karakteristikama kretanja.

Domaći zadatak: §1.

Općinski obrazovne ustanove

„Razumenska prosek sveobuhvatne škole№2"

Belgorodski okrug Belgorodske oblasti

Sažetak časa fizike
u 9. razredu

« »

pripremljeno

nastavnik matematike i fizike

Elsukova Olga Andreevna

Belgorod

2013

Tema: Zakoni interakcije i kretanja tijela.

Tema lekcije: Materijalna tačka. Referentni sistem.

Forma časa:lekcija

Vrstu: I + II(čas izučavanja znanja i metoda djelovanja)

Mjesto održavanja lekcije u sekciji:1

Ciljevi i ciljevi:

osigurati percepciju, razumijevanje i primarno pamćenje pojmova materijalne tačke, translatornog kretanja, referentnog sistema od strane učenika;

organizovati aktivnosti učenika na reprodukciji proučenog gradiva;

generalizirati znanje o konceptu "materijalne tačke";

provjeriti praktičnu primjenu proučenog materijala;

razvijati kognitivnu nezavisnost i kreativnost studenti;

razvijaju vještine kreativne asimilacije i primjene znanja;

razvijati komunikacijske vještine učenika;

razvijati usmeni govor učenika;

Oprema za nastavu: tabla, kreda, udžbenik.

Tokom nastave:

Organizacija početka treninga:

Pozdravite studente;

Provjerite sanitarno-higijensko stanje razreda ( je li razred ventiliran, daska je oprana, prisustvo krede), ako postoje neslaganja sa sanitarno-higijenskim standardima, zamoliti učenike da ih isprave zajedno sa nastavnikom.

Upoznajte učenike, označite odsutne sa časa;

Priprema za aktivan rad učenika:

Danas se u lekciji moramo vratiti proučavanju mehaničkih pojava. U 7. razredu ste se već susreli sa mehaničkim pojavama i prije nego počnete učiti novo gradivo, podsjetimo se:

Šta je mehaničko kretanje?

Mehanički pokret- naziva se promjena položaja tijela u prostoru tokom vremena.

Šta je uniformno mehaničko kretanje?

Ujednačeno mehaničko kretanje je kretanje konstantnom brzinom.

Šta je brzina?

Brzina- ovo je fizička količina, koji karakteriše brzina kretanja tijela, numerički jednaka omjeru kretanja u malom vremenskom periodu prema vrijednosti ovog jaza.

Šta prosječna brzina?

prosječna brzina je omjer ukupne pređene udaljenosti i ukupnog vremena.

Kako odrediti brzinu ako znamo udaljenost i vrijeme?

U 7. razredu rješavali ste prilično jednostavne zadatke da pronađete putanju, vrijeme ili brzinu kretanja. Ove godine ćemo pobliže pogledati koje vrste mehaničkog kretanja postoje, kako opisati mehaničko kretanje bilo koje vrste, šta učiniti ako se brzina tokom kretanja promijeni itd.

Već danas ćemo se upoznati s osnovnim konceptima koji pomažu da se kvantitativno i kvalitativno opiše mehaničko kretanje. Ovi koncepti su vrlo zgodni alati kada se razmatra bilo kakva vrsta mehaničkog kretanja.

Učenje novog materijala:

Sve u svetu oko nas je u stalnom pokretu. Šta znači riječ "pokret"?

Kretanje je svaka promjena koja se dogodi u okolini.

Najjednostavniji tip kretanja je mehaničko kretanje koje nam je već poznato.

Prilikom rješavanja bilo kakvih problema vezanih za mehaničko kretanje, potrebno je znati opisati ovo kretanje. A to znači da morate odrediti: putanju kretanja; brzina kretanja; put koji pređe tijelo; položaj tela u prostoru u bilo kom trenutku.

Na primjer, tokom vježbi u Republici Armeniji, da biste lansirali projektil, morate znati putanju leta, koliko daleko će pasti.

Iz predmeta matematike znamo da se položaj tačke u prostoru određuje pomoću koordinatnog sistema. Pretpostavimo da treba da opišemo položaj ne tačke, već čitavog tela, koje se, kao što znamo, sastoji od mnogo tačaka, a svaka tačka ima svoj skup koordinata.

Kada se opisuje kretanje tijela koje ima dimenzije, postavljaju se druga pitanja. Na primjer, kako opisati kretanje tijela ako se tijelo tokom kretanja također rotira oko svoje ose. U tom slučaju, pored svoje koordinate, svaka tačka datog tijela ima svoj smjer kretanja i svoj modul brzine.

Primjer je bilo koja od planeta. Kada se planeta rotira, suprotne tačke na površini imaju suprotan smjer kretanja. Štaviše, što je bliže centru planete, to je manja brzina tačaka.

Kako onda biti? Kako opisati kretanje tijela koje ima veličinu?

Da biste to učinili, možete koristiti koncept koji podrazumijeva veličinu izgleda da tijelo nestaje, ali masa tijela ostaje. Ovaj koncept se naziva materijalna tačka.

Hajde da napišemo definiciju:

Materijalna tačka se zove tijelo čije se dimenzije mogu zanemariti u uslovima problema koji se rješava.

Materijalne tačke ne postoje u prirodi. Materijalna tačka je model fizičkog tijela. Uz pomoć materijalne tačke rješava se prilično veliki broj problema. Ali nije uvijek moguće primijeniti zamjenu tijela materijalnom tačkom.

Ako, u uslovima problema koji se rješava, veličina tijela nema poseban utjecaj na kretanje, tada se može izvršiti takva zamjena. Ali ako veličina tijela počne utjecati na kretanje tijela, tada je zamjena nemoguća.

Na primjer, fudbalska lopta. Ako leti i brzo se kreće po fudbalskom terenu, onda je materijalna tačka, a ako leži na policama sportske radnje, onda ovo tijelo nije materijalna tačka. Avion leti nebom - materijalna tačka, sleteo - njegova veličina se više ne može zanemariti.

Ponekad se može uzeti kao materijalna tačka tela čije su dimenzije uporedive. Na primjer, osoba se penje pokretnim stepenicama. On samo stoji, ali svaka njegova tačka se kreće u istom smjeru i istom brzinom kao i osoba.

Takav pokret se naziva progresivnim. Hajde da zapišemo definiciju.

translatorno kretanje – To je kretanje tijela u kojem se sve njegove tačke kreću na isti način. Na primjer, isti automobil se kreće naprijed duž ceste. Tačnije, samo karoserija automobila vrši translatorno kretanje, dok njegovi točkovi vrše rotaciono kretanje.

Ali uz pomoć jedne materijalne tačke nećemo moći da opišemo kretanje tela. Stoga uvodimo koncept referentnog sistema.

Svaki referentni sistem sastoji se od tri elementa:

1) Sama definicija mehaničkog kretanja podrazumijeva prvi element svakog referentnog okvira. "Kretanje tijela u odnosu na druga tijela". Ključna fraza je o drugim tijelima. Broji tijelo - ovo tijelo, u odnosu na koje se razmatra kretanje

2) Opet, drugi element referentnog sistema proizilazi iz definicije mehaničkog kretanja. Ključna fraza je tokom vremena. To znači da da bismo opisali kretanje, moramo odrediti vrijeme kretanja od početka u svakoj tački putanje. A za računanje vremena nam je potrebno gledati.

3) I već smo izrazili treći element na samom početku lekcije. Da bismo postavili položaj tijela u prostoru, potrebno nam je koordinatni sistem.

Na ovaj način, Referentni sistem je sistem koji se sastoji od referentnog tijela, koordinatnog sistema povezanog s njim i sata.

Referentni sistemi Koristićemo dva tipa kartezijanskog sistema: jednodimenzionalni i dvodimenzionalni.

Mehaničko kretanje tijela je promjena njegovog položaja u prostoru u odnosu na druga tijela tokom vremena. Da bismo procenili da li se dato telo kreće ili ne, prvo se mora izabrati referentno telo, a zatim videti da li se njegov položaj razmatranog tela menja u odnosu na izabrano referentno telo. U ovom slučaju, tijelo se može kretati u odnosu na jedno referentno tijelo i mirovati u odnosu na drugo.

Moguće je uzeti tijelo kao materijalnu tačku čak i ako su njegove dimenzije srazmjerne udaljenosti koju je prešlo. Na primjer, osoba stoji nepomično na stepenicama pokretnih stepenica. U svakom trenutku, sve tačke njegovog tela se kreću na isti način. Takav pokret se naziva progresivnim.

Ali ako je potrebno odrediti put koji je tijelo prešlo za određeni vremenski period, tada će nam trebati više instrumenata za mjerenje vremena - satova. Koordinatni sistem povezan sa referentnim tijelom i satom za mjerenje vremena čine referentni sistem koji vam omogućava da odredite položaj tijela u pokretu u bilo kojem trenutku.