МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Механічний рух. Відносність руху. Тіло відліку. Система відліку.

                     

                           Движенья нет, сказал мудрец брадатый.

 Другой смолчал и стал пред ним ходить

 Сильнее бы не мог он возразить;

Хвалили все ответ замысловатый...

У цьому вірші описується суперечка двох учених, що відбува­лася реально. Одним із них був давньогрецький вчений, філософ Зенон (V століття до н. е.), який стверджував, що руху в природі не існує взагалі. Доводив він свої твердження на прикладі задач- апорій (апорія — з грецької мови «безвихідь, труднощі»). Одна з відомих апорій Зенона називається «Стріла». Простежимо за стрілою, випущеною з лука, говорив учений. У певний момент часу вона перебуває в даній точці, і в цю мить вона нерухома. У будь- якій іншій точці стріла також нерухома! Виходить, що стріла не­рухома в будь-який момент часу, а отже, і взагалі не рухається! Руху немає.

У чому ж помилявся Зенон? Що таке рух? На всі ці питання ми спробуємо знайти відповіді

• За якими ознаками можна з'ясувати, перебуває тіло в стані спокою чи рухається? (Тіло змінює своє положення у просторі відносно інших тіл.)
• Наведіть приклади тіл, які в цей момент часу здійснюють ме­ханічний рух.
• А ви самі зараз перебуваєте у стані спокою чи руху? (Вислу­ховуються різні обґрунтовані версії.)

Запис у зошит: Механічний рух — зміна положення тіла відносно інших тіл з плином часу.

Справді, якщо розглядати ваше положення відносно стола, то ви перебуваєте у стані спокою. А якщо розглянути ваше положен­ня відносно Сонця? Адже за урок ви встигаєте подолати в кос­мічному просторі відстань приблизно 80 000 км — це фактично дві кругосвітніх подорожі! Отже, описуючи рух, важливо вказати тіло, відносно якого цей рух розглядається. Таке тіло називають тілом відліку.

• Вкажіть, відносно яких тіл рухається, а відносно яких перебу­ває у спокої людина в автобусі? поплавець на річці? космонавт у кабіні супутника? кішка, що спить на гілці?
• Тож у чому помилявся у своїх доказах Зенон? (За тіло відліку він брав точку на поверхні самої стріли. Якщо розглядати рух стріли відносно лучника, то проблема розв'яжеться.)
• Переміщуючись із точки в точку, тіло рухається по певній лі­нії, яку називають траєкторією руху тіла.

Запис у зошит: Траєкторія — лінія, яку описує в просторі тіло в результаті свого руху.

Питання : Якою є траєкторія руху автомобіля по горизон­тальному шосе? стрілок годинника по циферблаті?

Рух — відносний. Ми з вами вже зрозуміли, що залежно від вибору тіла відліку одне й те саме тіло може перебувати у стані спокою або у стані механічного руху.

Висновок. Відносною є і траєкторія руху.

Питання : На лопаті працюючого вентилятора сидить муха. Яку траєкторію вона описує відносно лопатей? відносно людини, яка сидить поруч? відносно автомобіля, що рухається рівномірно і прямолінійно під вікном?

Довжину траєкторії у фізиці називають «пройденим шляхом» і в СІ вимірюють у метрах.

• Тіло відліку - тіло (предмет), відносно якого розглядають рух даного тіла.
•  Траєкторія руху - лінія, вздовж якої рухається тіло.

 Наприклад, видиму траєкторію - світний слід -  залишає на нічному небі метеор. Тепер ви наведіть приклади рухів з видимими траєкторіями.

 Залежно від форми траєкторії рух поділяють на прямолінійний і криволінійний.

• Шлях - відстань, пройдена тілом уздовж траєкторії руху, пройдена тілом за певний інтервал часу.   Шлях - фізична величина, його позначають літерою s. Основна одиниця шляху - метр (м), інші одиниці шляху: кілометр (км), дециметр (дм), сантиметр (см), міліметр (мм).
•   Механічний рух- зміна положення тіла в просторі відносно інших тіл із часом .

 Положення тіла можна визначити тільки відносно іншого тіла, яке можна вибрати довільно.

•  Систему відліку утворюють: тіло відліку, пов'язана з ним система координат і прилад для вимірювання часу.

 Стан спокою і рух тіл відносні, оскільки один і той самий рух відносно різних тіл відліку сприймається по-різному. Відносність механічного руху означає, що говорити про рух можна лише тоді, коли вказано не тільки рухоме тіло, а й тіло відліку.

• Матеріальна точка - тіло, розмірами та формою якого в умовах даної задачі можна знехтувати. Положення матеріальної точки в просторі описується її координатами. Коли матеріальна точка рухається прямолінійно, то її положення визначається однією координатою х. Положення тіла на площині визначається двома координатами х, у. Якщо точка рухається у просторі, її положення визначають трьома координатами х, у, z.

Як ви думаєте...?

• Чому в тумані, не бачачи берегів річки, не можна вказати на­прямок руху човна?
• Собака взяв слід. Чию траєкторію руху він повторює?
• Які частини велосипеда під час його руху описують прямолі­нійні, а які — криволінійні траєкторії?
• Автомобіль повертає. Чи однакову траєкторію описують його праві й ліві колеса? Чи однаковий шлях вони проходять?

Дочитаємо вірш О. С. Пушкіна до кінця:

...Но, господа, забавный случай сей         

Другой пример на память мне приводит:

Ведь каждый день пред нами солнце ходит,    

 Однако ж прав упрямый Галилей.

«Упертий Галілей» стверджував, що це Земля обертається на­вколо Сонця. А що кажуть нам власні спостереження? На чиєму боці правда?