Конспект по физике на тему "Механика. Кинематика" (подготовка к ЕГЭ)

Раздел 1. Механика.

Тема 1. Механическое движение

Механическое движение – это изменение положения тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.

Если тело А меняет свое положение относительно тела В, то и тело В меняет свое положение относительно тела А. Таким образом, механическое движение является относительным (для описания движения необходимо указать, относительно какого тела оно рассматривается).

Пример: пассажир спокоен относительно поезда, в котором он едет, и движется относительно столба на дороге.

Тело отсчета – это тело, относительно которого рассматривается движение.

Основная задача механики – определение положения движущегося тела в любой момент времени.

Для решения этой задачи удобно представить движение тела как изменение координат его точек с течением времени. Чтобы найти координаты -нужна система координат. Чтобы измерить время -нужны часы. Все это образует систему отсчета.

Система отсчета – совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов.

Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь в условиях заданной задачи.

Пример: поезд можно считать материальной точкой при его движении из Москвы в Саратов, но не при посадке в него людей. Землю можно считать материальной точкой при описании ее движения вокруг Солнца, но не вокруг собственной оси.

Проекция – это скалярная величина, равная разности координат конца и начала вектора на данную ось.

Радиус-вектор – вектор, начало которого совпадает с началом координат, а конец совпадает с положением тела в данный момент времени. Проекции радиус-вектора на оси координат определяют координаты тела в данный момент времени.

Радиус-вектор позволяет задать положение материальной точки в заданной системе отсчета:

Знак проекции скорости зависит от направления вектора скорости и оси координат:

Ускорение – это векторная физическая величина, показывающая, на сколько изменяется скорость тела за 1 сек.

Знаки проекции ускорения зависят от направления вектора ускорения и оси ОХ:

Тема 2. Виды механического движения.

По характеру движения точек различают три вида движения:

1. Поступательное – это движение, при котором все точки тела движутся одинаково и любая прямая, мысленно проведенная в теле, остается параллельна сама себе;

2. Вращательное – это движение, при котором все точки тела движутся по окружности;

3. Колебательное – это движение, которое повторяется или почти повторяется. В отличие от вращательного движения, колебательное происходит в двух взаимно противоположных направлениях.

По виду траектории:

1. Прямолинейное. Траекторией движения служит прямая линия.

2. Криволинейное. Траекторией движения служит кривая линия.

Частный случай криволинейного движения – это движение по окружности.

По скорости:

1. Равномерное. Тело за любые равные отрезки времени проходит одинаковое расстояние. Величина скорости остается постоянной.

2. Неравномерное. Тело за равные промежутки времени совершает неравные перемещения.

По ускорению:

1. Равноускоренное. Движение тела с положительным ускорением, то есть при таком движении тело разгоняется с неизменным ускорением. В случае равноускоренного движения модуль скорости тела с течением времени возрастает, направление ускорения совпадает с направлением скорости движения.

2. Равнозамедленное. Движение тела с отрицательным ускорением, то есть при таком движении тело равномерно замедляется. При равнозамедленном движении векторы скорости и ускорения противоположны, а модуль скорости с течением времени уменьшается.

Свободное падение – движение тела вблизи поверхности Земли без учета сопротивления воздуха.

Тема 3. Траектория. Путь. Перемещение.

Траектория – это линия, вдоль которой движется тела.

Путь – это длина участка траектории, пройденного телом за данный промежуток времени.

Перемещение – это вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.

Тема 4. Горизонтальный бросок.

Тема 5. Бросок под углом к горизонту

Тема 6. Падения с высоты

Тема 7. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью.

Любой участок криволинейного движения можно представить в виде движения по дуге окружности или по участку ломанной.

Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью – простейший вид криволинейного движения.

Величины, характеризующие движение по окружности с постоянной по модулю скоростью:

Период Т (с) – время одного полного оборота:

, где:

t – время (с);

N – число оборотов (шт);

– частота (Гц).

Частота (Гц) –количество полных оборотов за 1 секунду:

,где:

t – время (с);

N – число оборотов (шт);

Т – период (с).

Линейная скорость v (м/c) показывает, какой путь проходит тело за 1 секунду:

, где:

L – путь (м);

t – время (c);

R – радиус окружности (м);

N – число оборотов (шт);

w – угловая скорость (рад./с).

Угловая скорость w (рад./с) показывает, на какой угол поворачивается тело за 1 сек.:

, где:

t – время (c);

R – радиус окружности (м);

N – число оборотов (шт);

w – угловая скорость (рад./с);

Т – период (с);

– частота (Гц);

• – угол поворота (рад.).

Центростремительное ускорение а (м/с²) изменяет направление вектора скорости :

,где :

R – радиус окружности (м);

w – угловая скорость (рад./с);

Т – период (с);

v – скорость (м/с).

Число оборотов N – число полных оборотов за время t:

,где:

Т – период (с);

t – время (c);

N – число оборотов (шт);

– частота (Гц).

Путь L (м) – расстояние, пройденное телом:

,где:

L – путь (м);

R – радиус окружности (м);

N – число оборотов (шт).