Yedinci sınıf fizik dersinden, bir cismin mekanik hareketinin, diğer cisimlere göre zaman içindeki hareketi olduğunu hatırlıyoruz. Bu bilgilere dayanarak, vücudun hareketini hesaplamak için gerekli araç setini varsayabiliriz.

İlk olarak, hesaplamalarımızı yapacağımız bir şeye ihtiyacımız var. Ardından, vücudun bu "bir şeye" göre konumunu nasıl belirleyeceğimiz konusunda anlaşmamız gerekiyor. Ve son olarak, zamanı bir şekilde düzeltmeniz gerekecek. Bu nedenle, vücudun belirli bir anda nerede olacağını hesaplamak için bir referans çerçevesine ihtiyacımız var.

Fizikte referans çerçevesi

Fizikte, bir referans sistemi, bir referans gövdesi seti, bir referans gövdesi ile ilişkili bir koordinat sistemi ve zamanı ölçmek için bir saat veya başka bir cihazdır. Aynı zamanda, herhangi bir referans çerçevesinin koşullu ve göreceli olduğu her zaman hatırlanmalıdır. Herhangi bir hareketin tamamen farklı özelliklere sahip olacağı başka bir referans çerçevesini benimsemek her zaman mümkündür.

Görelilik genellikle fizikteki hemen hemen her hesaplamada dikkate alınması gereken önemli bir husustur. Örneğin, çoğu durumda, herhangi bir zamanda hareket eden bir cismin tam koordinatlarını belirleyebilmekten çok uzağız.

Özellikle, her yüz metrede bir saatli gözlemciler yerleştiremeyiz. tren yolu Moskova'dan Vladivostok'a. Bu durumda, vücudun hızını ve konumunu yaklaşık olarak belirli bir süre için hesaplıyoruz.

Birkaç yüz veya binlerce kilometrelik bir güzergahta bir trenin yerini belirlerken bir metreye kadar olan doğruluğu umursamıyoruz. Bunun için fizikte yaklaşımlar vardır. Bu tür yaklaşımlardan biri "maddi nokta" kavramıdır.

Fizikte maddi nokta

Fizikte bir madde noktası, büyüklüğü ve şeklinin ihmal edilebileceği durumlarda bir cismi ifade eder. Maddi noktanın orijinal cismin kütlesine sahip olduğu varsayılır.

Örneğin, bir uçağın Novosibirsk'ten Novopolotsk'a uçması için gereken süreyi hesaplarken, uçağın boyutu ve şekli bizi ilgilendirmiyor. Hangi hızda geliştiğini ve şehirler arasındaki mesafeyi bilmek yeterlidir. Belirli bir yükseklikte ve belirli bir hızda rüzgar direncini hesaplamamız gerektiğinde, aynı uçağın şekli ve boyutları hakkında kesin bir bilgi olmadan yapamayız.

Hemen hemen her cisim, ya cismin kat ettiği mesafe büyüklüğüne göre büyük olduğunda veya cismin tüm noktaları aynı şekilde hareket ettiğinde, maddesel bir nokta olarak kabul edilebilir. Örneğin, mağazadan kavşağa birkaç metre seyahat eden bir araba bu mesafeye oldukça benzer. Ancak böyle bir durumda bile, arabanın tüm parçaları aynı şekilde ve aynı mesafede hareket ettiği için maddi bir nokta olarak kabul edilebilir.

Ancak aynı arabayı garaja yerleştirmemiz gerektiğinde artık maddi bir nokta olarak kabul edilemez. Büyüklüğünü ve şeklini dikkate almalısınız. Bunlar aynı zamanda göreliliği, yani belirli hesaplamalar yaptığımız şeyle ilgili olarak hesaba katmak gerektiğinde örneklerdir.

Video dersinin açıklaması

Etrafımızdaki nesneler ve nesneler (fizik dilinde bunlara fiziksel cisimler denir) uzayda birbirine göre belirli bir pozisyonda bulunur. Zamanla bir cismin diğerine göre konumu değişmezse, bu, birinci cismin ikinciye göre hareketsiz olduğu anlamına gelir. Örneğin, bir yol levhası ve bir ağaç birbirine göre hareketsizdir. Zamanla bir cismin diğerine göre konumu değişirse, bu, birinci cismin ikinci cisme göre mekanik bir hareket gerçekleştirdiği anlamına gelir. Örneğin, bir tramvay ve bir ağaç. Tramvay ağaca göre mekanik bir hareket yapar. Bir cismin mekanik hareketi, zaman içinde meydana gelen, diğerlerine göre uzaydaki konumunda bir değişikliktir. Yedinci sınıfın matematik ve fizik dersinden hareketi nasıl tanımlayacağımızı ve en basit durum için ana parametreleri nasıl hesaplayacağımızı biliyoruz. Koordinat çizgisini kullanarak vücudun konumunu ayarlayabiliriz. Bir cismin hızını bulmak için yolu zamana bölmek gerekir... Ancak pratik hayatta daha karmaşık mekanik hareket türleri daha yaygındır. Ve onları tanımlamak için yeni araçlara ihtiyacımız var. Aşağıdaki hareket türlerini göz önünde bulundurun:
- ileri hareket(örneğin, bir kızak üzerinde dağdan iniş);
- dönme hareketi (örneğin, Dünyanın günlük dönüşü);
- salınım hareketi(örneğin, bir sarkacın hareketi).

O halde daha karmaşık hareket türlerini nasıl veya hangi yardımla tanımlayabiliriz? İlk olarak, ilgilendiğimiz cisimlerin hareketini dikkate alacağımız bir nesne seçmelisiniz. İkinci olarak, matematik dersinden, bir noktanın konumunu bir koordinat sistemi (örneğin, dikdörtgen) kullanarak ayarlayabileceğinizi biliyoruz. Üçüncüsü, zamanı saymanız gerekecek. Yani vücudun belirli bir anda nerede olacağını hesaplamak için bir referans çerçevesine ihtiyacımız var. Fizikte, bir referans sistemi, bir referans cismi seti, referans cismi ile ilişkili bir koordinat sistemi ve zamanı ölçmek için sabit bir cihazdır. Herhangi bir referans çerçevesinin koşullu ve göreceli olduğunu hatırlamak önemlidir. Farklı bir referans çerçevesi seçerek tamamen farklı parametrelerle hareket elde edeceğiz. Fizikteki cisimler gerçektir, fizikteki soyut bir noktanın aksine, genellikle önemli boyutları vardır. matematiksel sistem koordinatlar. Konumu bulmak için koordinat sistemini kullanabilir miyiz? fiziksel beden? Cismin boyutları, belirli bir problemin koşulları altında ele alınması gereken diğer boyutlardan birçok kez daha küçükse, bu özel koşullar altında cismin boyutları ihmal edilebilir. Sonra fizikte böyle bir cisim maddi bir nokta olarak alınır.
Örneğin, bir uçağın Minsk'ten Burgaz'a uçması için gereken süreyi hesaplamamız gerekiyor. Sorunun bu durumunda, taşımanın kendisinin boyutları ve şekli bizim için önemli değil. Geliştiği hızı ve şehirler arasındaki mesafeyi bilmeniz gerekiyor. Bu veriler sorunu çözmek için yeterli olacaktır. Bu problemde bir uçağı maddi nokta olarak almak meşrudur. Belirli bir yükseklikte ve belirli bir hızda rüzgar direncini hesaplamamız gerekiyorsa, bu sorunu çözerken, aynı uçağın şekli ve boyutları hakkında kesin bir bilgi olmadan yapamayız, çünkü sürükleme kuvveti, uçağın şekline ve hızına bağlıdır. Bu, cismin (düzlem) maddi bir nokta olarak alınamayacağı anlamına gelir. Bir cismin tüm noktaları aynı şekilde hareket ederse (böyle bir harekete öteleme denir) cisim de maddesel nokta olarak alınabilir. Örneğin, bir metro treni sadece bir durak bile, ancak düz bir bölüm boyunca seyahat ediyorsa, bu bir maddi nokta olarak kabul edilebilir, çünkü trenin tüm parçaları aynı şekilde ve eşit bir mesafe için hareket etti.
Vücudun maddi bir nokta olarak kabul edilebileceği durumlarda önerilen problem koşullarından birini seçin:
1. Tankın yüzeye uyguladığı basıncı hesaplayın.
2. kullanarak topun hacmini belirleyin Ölçüm aleti beher.
3. Uzay mekiğinin yükseldiği yüksekliği belirleyin.
Bir Uzay Mekiği kaldırırken, yükseldiği mesafelere kıyasla roketin boyutunu ihmal edebilirsiniz. Bu nedenle, maddi bir nokta olarak alınabilir.
Diğer durumlarda, sorunu çözerken gövdelerin boyutları da dikkate alınmalıdır.

Molchanova Larisa Anatolievna

fizik ve fen bilgisi öğretmeni

MBOU orta öğretim okulu №150, Krasnoyarsk

Konu 1 "Hareket yasaları ve cisimlerin etkileşimi"

Ders 1.1 Malzeme noktası. Referans sistemi

Dersin amacı: Hareketin temel özelliklerini tanıyın. Maddi nokta kavramını ve uygulama ilkelerini düşünün. Bir referans sisteminin bileşenlerini açıklayın.

Dersler sırasında

1. Organizasyonel an

Mevcut olanları işaretlemek. Konunun duyurusu ve dersin adı (slayt 1).

2. Yeni materyal öğrenmek

1) Öğretmenin tanıtım konuşması:

Ana sorudan bedenlerin etkileşimi, maddi bir nokta, bir referans sistemi konularını sizinle birlikte düşünmeye başlıyoruz -trafik . Genel olarak, doğada meydana gelen herhangi bir değişiklik hareket olarak adlandırılabilir.

9. sınıf fizik dersinde, en basit hareket türü olan mekanik hareketle (slayt 2) hareket çalışmasına başlayacağız.

Birkaç hareket türünü düşünün. Bu, her şeyden önce, ilerici, en basit, oldukça nadirdir; döner ve salınımlı (slayt 3).

Ek olarak, vücudun yörüngesinin şekli, yani vücudun hareket ettiği çizgi hakkında konuşabiliriz (slayt 4).

Hareketi incelerken vücutla ilgili konuları göz önünde bulundurmamız gerektiğini lütfen unutmayın. Hareketi karakterize etmek için aşağıdaki miktarlar kullanılır: her şeyden önce, kat edilen mesafe, hız, yörünge ve çok önemli şeyler - bunlar vücudun koordinatlarıdır (slayt 5).

Tüm bu miktarların nerede buluştuğunu görelim. Her şeyden önce, 7. sınıftan tanıdık değeri - kat edilen mesafeyi - not etmek gerekir. S harfi ile gösterilir ve metre cinsinden ifade edilir. Katedilen mesafe, yörüngenin uzunluğudur ve yörünge, vücudun hareket ettiği çizgidir (slayt 6, 7).

Bir sonraki karakteristik hızdır. 7. sınıf dersinden hızın hareket hızını karakterize eden bir değer olduğunu hatırlayacağız. Latin harfi V ile gösterilir ve m / s olarak ölçülür (slayt 8).

Ve bir sonraki karakteristik koordinatlardır. Dikkatinizi matematikten, vücudun yerini belirlemek için koordinatlarını belirtmeniz gerektiğini hatırladığınıza çekiyorum. Son bin yılın ortasına kadar sadece bir koordinat kullanıldı - buna OX ekseni veya apsis ekseni diyoruz. Ama bugün uzayımızın üç boyutlu olduğunu ve bu nedenle üç eksen boyunca koordinatların kullanıldığını biliyorsunuz: x, y vez(slayt 9). Bu noktaları (koordinatları) ayarlayarak cismin yerini belirleyebiliriz.

Burada dikkat edilmesi gereken çok önemli bir konu, verilen bir koordinat sisteminde cismin nasıl ele alınacağıdır. Gerçek şu ki, bedenler boyut olarak çok farklı olabilir - büyük, süper büyük (bazı kozmik cisimler), küçük, mikroskobik, bu nedenle, bir vücudun hareketinin özelliklerini kullanmayı daha uygun hale getirmek için gereklidir. maddi bir nokta olarak böyle bir şeyi tanıtmak (slayt 10).

Örneğin, istasyona yaklaşan bir treni ele alırsak, bu durumda, boyutları karşılaştırılabilir olduğu için onu istasyona kıyasla maddi bir nokta olarak düşünemeyiz (slayt 11). Bu durumda, bedenlerin boyutları karşılaştırılabilir ise, MT olarak kabul edilemezler. Ancak, örneğin, Moskova'dan Krasnoyarsk'a trenin hareketini düşünürsek, bu durumda trenin üstesinden geldiği mesafe, boyutuyla çok daha büyüktür (ölçülemez). Dolayısıyla bu durumda trenden MT olarak bahsedebiliriz (slayt 12). Bu durumda, vücudun koordinatlarını (noktaları) ayarlamak ve nasıl hareket ettiği hakkında konuşmak uygundur.

Vücudun uzaydaki yerini nasıl belirleyeceğinizi düşünün. Bunu yapmak için koordinatları bilmeniz gerekir. Tek boyutlu hareketle uğraşıyorsak, yani vücut OX ekseni boyunca bir düz çizgi boyunca hareket ediyorsa, o zaman sadece bir koordinat olacaktır - x. Hareket iki boyutluysa, iki koordinat olacaktır - x ve y, bu durumda dikdörtgen bir koordinat sistemi kullanacağız. Ve eğer üç boyutluysa, o zaman üç koordinat. Bu koordinat sistemine denir.kartezyen sistem koordinatlar.

Ayrıca cismin zamanda hareket ettiğine de dikkat edilmelidir, bu nedenle cismin belirli bir zamanda hangi koordinatlara sahip olduğunu söylememiz gerekir. Ve burada çok önemli bir sonuca varıyoruz: hareketi karakterize etmek için tanıtmak gerekiyor.referans sistemi.

Referans sistemine üç bileşen diyoruz - bu koordinat sistemi, referans gövdesi ve referans zaman cihazı - saat (slayt 13). Başka bir MT'nin de referans vücut olabileceği gerçeğine dikkatinizi çekiyorum, bu durumda koordinatların orijini referans noktası ile çakıştığını söyleyebiliriz. Genel olarak, bu tüm dünyada kullanılan referans sistemi olacaktır. Böyle bir referans sistemine ek olarak, diğerleri de kullanılır - sadece dikdörtgen bir koordinat sistemini değil, aynı zamanda yarıçap vektörünü de içerir. Böyle bir sistemi kullanarak vücudun konumunu da ayarlayabilirsiniz, örneğin bu, navigasyonda yaygın olarak kullanılır.

3. İncelenenlerin konsolidasyonu

Ders kitabının 1 sayfa 9 alıştırmasını yapmak (ön analiz).

4. Dersin özeti

Dersin sonunda, herhangi bir hareketi bir referans sistemi, koordinatlar ile karakterize ettiğimize dikkat edilmelidir. MT gibi bir kavramı kullanabileceğimiz unutulmamalıdır. Ayrıca bazen tüm bedeni bir bütün olarak değil, bir kısmını ele alıp bu kısmı MT olarak alabileceğimizi de unutmamalısınız. Sonraki derslerde, hareketin diğer özellikleriyle tanışacağız.

Ödev: §1.

belediye Eğitim kurumu

"Razumenska ortalama Kapsamlı okul№2"

Belgorod bölgesinin Belgorodsky bölgesi

Fizik dersi özeti
9. sınıfta

« »

tedarikli

matematik ve fizik öğretmeni

Elsukova Olga Andreevna

Belgorod

2013

Başlık: Etkileşim yasaları ve cisimlerin hareketi.

Ders konusu: Malzeme noktası. Referans sistemi.

Dersin şekli:ders

Bir çeşit: ben + II(bilgi ve faaliyet yöntemleri çalışmasında bir ders)

Dersin bölümdeki yeri:1

Hedefler ve hedefler:

maddi nokta, öteleme hareketi, referans sistemi kavramlarının öğrenciler tarafından algılanmasını, kavranmasını ve birincil ezberlenmesini sağlamak;

çalışılan materyali yeniden üretmek için öğrencilerin faaliyetlerini organize etmek;

"maddi nokta" kavramı hakkındaki bilgileri genelleştirmek;

çalışılan materyalin pratik uygulamasını kontrol edin;

bilişsel bağımsızlık ve yaratıcılık geliştirmeköğrenciler;

yaratıcı asimilasyon ve bilginin uygulanması becerilerini geliştirmek;

öğrencilerin iletişim becerilerini geliştirmek;

öğrencilerin sözlü konuşmasını geliştirmek;

Ders ekipmanı: tahta, tebeşir, ders kitabı.

Dersler sırasında:

Eğitim oturumunun başlangıcının organizasyonu:

Öğrencileri selamlayın;

Sınıfın sıhhi ve hijyenik durumunu kontrol edin ( sınıf havalandırılmış mı, tahta yıkanmış mı, tebeşir varlığı), sıhhi ve hijyenik standartlarda farklılıklar varsa, öğrencilerden öğretmenle birlikte düzeltmelerini isteyin.

Öğrencileri tanıyın, derse gelmeyenleri işaretleyin;

Öğrencilerin aktif çalışmalarına hazırlık:

Bugün derste mekanik fenomenlerin çalışmasına geri dönmeliyiz. 7. sınıfta zaten mekanik olaylarla karşılaştınız ve yeni materyalleri incelemeye başlamadan önce şunu hatırlayalım:

Mekanik hareket nedir?

mekanik hareket- Vücudun uzaydaki pozisyonunun zamanla değişmesine denir.

Düzgün mekanik hareket nedir?

Tek tip mekanik hareket sabit bir hızda hareket etmektir.

hız nedir?

Hız- bu fiziksel miktar karakterize eden vücudun hareket hızı, sayısal olarak küçük bir zaman dilimindeki hareketin bu boşluğun değerine oranına eşittir.

Ne ortalama sürat?

ortalama sürat kat edilen toplam yolun toplam zamana oranıdır.

Mesafeyi ve zamanı biliyorsak hız nasıl belirlenir?

7. sınıfta, hareketin yolunu, zamanını veya hızını bulmak için oldukça basit problemleri çözdünüz. Bu yıl ne tür mekanik hareketlerin var olduğuna, herhangi bir türden mekanik hareketin nasıl tanımlanacağına, hareket sırasında hız değişirse ne yapılacağına vb. daha yakından bakacağız.

Zaten bugün hem nicel hem de nitel olarak mekanik hareketi tanımlamaya yardımcı olan temel kavramlarla tanışacağız. Bu kavramlar, her türlü mekanik hareket düşünüldüğünde çok kullanışlı araçlardır.

Yeni materyal öğrenmek:

Çevremizdeki dünyadaki her şey sürekli hareket halindedir. "Hareket" kelimesi ne anlama gelir?

Hareket, çevrede meydana gelen herhangi bir değişikliktir.

En basit hareket türü, bildiğimiz mekanik harekettir.

Mekanik hareketle ilgili herhangi bir problemi çözerken bu hareketi tanımlayabilmek gerekir. Bu da şunları belirlemeniz gerektiği anlamına gelir: hareketin yörüngesi; Hareket hızı; vücudun kat ettiği yol; vücudun herhangi bir zamanda uzaydaki konumu.

Örneğin, Ermenistan Cumhuriyeti'ndeki tatbikatlar sırasında bir mermi fırlatmak için uçuş yolunu, ne kadar uzağa düşeceğini bilmeniz gerekir.

Matematik dersinden, uzaydaki bir noktanın konumunun bir koordinat sistemi kullanılarak belirlendiğini biliyoruz. Bir noktanın değil, bildiğimiz gibi, birçok noktadan oluşan ve her noktanın kendi koordinat setine sahip olan tüm vücudun konumunu tanımlamamız gerektiğini varsayalım.

Boyutları olan bir cismin hareketini tanımlarken başka sorular ortaya çıkar. Örneğin, hareket sırasında vücut da kendi ekseni etrafında dönüyorsa, bir cismin hareketi nasıl tarif edilir. Böyle bir durumda, verilen cismin her noktasının kendi koordinatına ek olarak kendi hareket yönü ve kendi hız modülü vardır.

Bir örnek, gezegenlerden herhangi biridir. Gezegen döndüğünde, yüzeydeki zıt noktalar zıt hareket yönüne sahiptir. Ayrıca, gezegenin merkezine ne kadar yakınsa, noktaların hızı o kadar düşük olur.

O zaman nasıl olmak? Büyüklüğü olan bir cismin hareketi nasıl tarif edilir?

Bunu yapmak için, boyutu ima eden kavramı kullanabilirsiniz. beden yok oluyormuş gibi görünür ama bedenin kütlesi kalır. Bu kavrama maddi nokta denir.

tanımını yazalım:

Maddi nokta denirçözülen problemin koşulları altında boyutları ihmal edilebilecek bir cisim.

Maddi noktalar doğada mevcut değildir. Maddi nokta, fiziksel bir cismin modelidir.. Maddi bir noktanın yardımıyla oldukça fazla sayıda problem çözülür. Ancak bir cismin yerini maddesel bir nokta ile değiştirmek her zaman mümkün değildir.

Çözülen sorunun koşulları altında, vücudun boyutunun hareket üzerinde özel bir etkisi yoksa, böyle bir değiştirme yapılabilir. Ancak vücudun büyüklüğü vücudun hareketini etkilemeye başlarsa, değiştirme imkansızdır.

Örneğin, bir futbol topu. Futbol sahasında uçar ve hızla hareket ederse, o zaman maddi bir noktadır ve bir spor mağazasının raflarında yatıyorsa, o zaman bu beden maddi bir nokta değildir. Uçak gökyüzünde uçar - maddi bir nokta, indi - boyutu artık ihmal edilemez.

Bazen, boyutları karşılaştırılabilir olan vücudun maddi bir noktası olarak alınabilir. Örneğin, bir kişi yürüyen merdivene çıkıyor. O öylece duruyor ama her noktası bir insanla aynı yönde ve aynı hızda hareket ediyor.

Böyle bir harekete ilerici denir. tanımını yazalım.

öteleme hareketi – Bu, tüm noktalarının aynı şekilde hareket ettiği bir cismin hareketidir.Örneğin, aynı araba yol boyunca ileri doğru hareket ediyor. Daha doğrusu, sadece arabanın gövdesi öteleme hareketini gerçekleştirirken, tekerlekleri dönme hareketini gerçekleştirir.

Ancak bir maddesel nokta yardımıyla cismin hareketini tarif edemeyiz. Bu nedenle, bir referans sistemi kavramını tanıtıyoruz.

Herhangi bir referans sistemi üç unsurdan oluşur:

1) Mekanik hareketin tanımı, herhangi bir referans çerçevesinin ilk öğesini ima eder. "Bir cismin diğer cisimlere göre hareketi". Anahtar ifade diğer bedenler hakkındadır. Sayı gövdesi - Bu hareketin dikkate alındığı vücut

2) Yine referans sisteminin ikinci öğesi mekanik hareketin tanımından gelir. Anahtar kelime zamanla. Bu, hareketi tanımlamak için yörüngenin her noktasında hareketin zamanını baştan belirlememiz gerektiği anlamına gelir. Ve ihtiyacımız olan zamanı saymak için izlemek.

3) Ve üçüncü öğeyi dersin en başında zaten dile getirdik. Vücudun uzaydaki konumunu ayarlamak için, ihtiyacımız var. koordinat sistemi.

Böylece, Bir referans sistemi, bir referans gövdesi, onunla ilişkili bir koordinat sistemi ve bir saatten oluşan bir sistemdir.

Referans sistemleri İki tip Kartezyen sistem kullanacağız: tek boyutlu ve iki boyutlu.

Bir cismin mekanik hareketi, zaman içinde diğer cisimlere göre uzaydaki konumunda bir değişikliktir. Belirli bir cismin hareket edip etmediğini yargılamak için, önce bir referans cismi seçilmeli ve ardından, seçilen cismin pozisyonunun seçilen referans cisme göre değişip değişmediğine bakılmalıdır. Bu durumda, gövde bir referans gövdeye göre hareket edebilir ve diğerine göre durabilir.

Bir cismi, boyutları kat ettiği mesafe ile orantılı olsa bile maddesel bir nokta olarak almak mümkündür. Örneğin, bir kişi yürüyen merdivenin basamağında hareketsiz duruyor. Herhangi bir anda, vücudunun tüm noktaları aynı şekilde hareket eder. Böyle bir harekete ilerici denir.

Ancak vücudun belirli bir süre boyunca kat ettiği yolu belirlemek gerekirse, o zaman zamanı ölçmek için daha fazla alete - saatlere ihtiyacımız olacak. Referans cismi ile ilişkili koordinat sistemi ve zamanlama saati, herhangi bir zamanda hareketli bir cismin konumunu belirlemenize izin veren bir referans sistemi oluşturur.