Opis ruchu - BEZ

OPIS RUCHU
Ruch - w fizyce to zmiana położenia odbywająca się w czasie,
względem układu odniesienia. Parametry opisujące ruch: przemieszczenie (zmiana położenia) - różnica między
położeniem końcowym a początkowym, - tor - linia, po której
porusza się ciało: - w ruchu prostoliniowym torem jest linia
prosta, - w ruchu krzywoliniowym torem jest linia krzywa, droga - długość odcinka toru, - czas - różnica, między chwilą
końcową a początkową ruchu.
Podział ze względu na toru ruchu: - prostoliniowy
(poruszanie się po linii prostej), - krzywoliniowy (poruszanie się
po linii krzywej), - po okręgu - rozpatrywany jako najprostszy
przypadek ruchu krzywoliniowego, - po elipsie - ruch w polu sił
centralnych, - po paraboli - ruch w polu jednorodnym, - inne
(powyższe są najpopularniejsze).
Podział ze względu na wartości prędkości: - jednostajny prędkość nie zmienia się, - zmienny - prędkość zmienia się, jednostajnie zmienny - zmiany prędkości są jednakowe w
jednakowych przedziałach czasu, - przyspieszony - prędkość
zwiększa się, - opóźniony - prędkość maleje, - niejednostajnie
zmienny.
Ruch obrotowy to taki ruch, w którym wszystkie punkty bryły
sztywnej poruszają się po okręgach o środkach leżących na
jednej prostej zwanej osią obrotu. Np. ruch Ziemi wokół własnej
osi. Ruch postępowy to ruch bryły sztywnej charakteryzujący
się tym, że wszystkie punkty ciała przemieszczają się z
prędkościami o jednakowych kierunkach, zwrotach i
wartościach. Innymi słowy, pole prędkości dla takiego ciała jest
jednorodne. Ruch postępowy nie musi odbywać się po linii
prostej (ruch prostoliniowy, ruch nieprostoliniowy).
Bryła sztywna (inaczej: ciało sztywne, ciało rozciągłe) pojęcie używane w fizyce oznaczające ciało, którego elementy
(części, punkty) nie mogą się względem siebie przemieszczać.
Ruch jednostajny prostoliniowy - ruch ze stałą prędkością i
w stałym kierunku, którego torem jest linia prosta. Korzystając z
ogólnego wzoru na prędkość (pochodna wektora
przemieszczenia po czasie):można w ruchu jednostajnym
prostoliniowym zapisać
gdzie: - prędkość chwilowa; - prędkość (szybkość); przemieszczenie;
- droga pokonana przez ciało w czasie t; - czas;
Cechy ruchu jednostajnego prostoliniowego:- kierunek i
zwrot wektora prędkości jest stały i zgodny z kierunkiem i
zwrotem ruchu, - wartość prędkości jest stała, - prędkość
średnia równa jest prędkości chwilowej, - przyspieszenie jest
równe zeru, ponieważ wektor prędkości jest stały (zmiana
prędkości wynosi 0). Zgodnie z I zasadą dynamiki, do tego
żeby ciało poruszało się ruchem jednostajnym prostoliniowym,
nie jest potrzebna żadna siła.
Cechy ruchu jednostajnego prostoliniowego: - kierunek i
zwrot wektora prędkości jest stały i zgodny z kierunkiem i
zwrotem ruchu, - wartość prędkości jest stała, - prędkość
średnia równa jest prędkości chwilowej, - przyspieszenie jest
równe zeru, ponieważ wektor prędkości jest stały (zmiana
prędkości wynosi 0). Zgodnie z I zasadą dynamiki, do tego
żeby ciało poruszało się ruchem jednostajnym prostoliniowym,
nie jest potrzebna żadna siła.
Prędkość średnia w ruchu prostoliniowym to iloraz
przemieszczenia i różnicy czasów w których miało ono
miejsce,:Prędkość średnia - to także taka prędkość, jaką
uzyskałoby ciało, gdyby cały czas poruszało się ruchem
jednostajnym. Przyspieszenie - wektorowa wielkość fizyczna
wyrażająca zmianę prędkości w czasie.
Przyspieszenie definiuje się jako pochodną prędkości po czasie
(jest to miara zmienności prędkości). Jeśli przyspieszenie jest
skierowane przeciwnie do zwrotu prędkości ruchu, to prędkość
w tym ruchu maleje a przyspieszenie jest nazywane
opóźnieniem.
bez-nauki.pl - ściągi, opracowania, testy...
Ruch jednostajny po okręgu - ruch po torze o kształcie
okręgu z prędkością o stałej wartości, . . Ruch jednostajny po
okręgu jest ruchem niejednostajnie przyspieszonym, tzn.
kierunek i zwrot wektorów przyspieszenia i prędkości zmieniają
się cały czas w trakcie ruchu, nie zmieniają się natomiast ich
wartości.Najprostsze przykłady tego ruchu spotykane w życiu
codziennym: - Ruch jakiegoś punktna Ziemi, - Ruch satelity
wokół Ziemi, - Ruch dziecka na karuzeli.
Prędkość liniowa jest zawsze skierowana stycznie do okręgu co oznacza, że zwrot prędkości podczas ruchu cały czas się
zmienia, cały czas jest styczne do okręgu, przez co ciało
'zakreśla' okrąg. Jednak co wpływa na to, że prędkość liniowa
jest cały czas styczna do okręgu ruchu? Przyczyną tego jest
przyspieszenie dośrodkowe,
Prędkość możemy wyrazić również w inny sposób, przy
pomocy kąta, jaki zakreśliło ciało poruszając się po okręgu w
danym czasie. Jeśli punkt początkowy i końcowy ruchu
połączymy liniami z środkiem okręgu, to linie te utworzą właśnie
zakreślony przez ciało kąt alfa
Przyspieszenie dośrodkowe (normalne) to przyspieszenie,
którego doznaje ciało na skutek działania siły lub jej składowej
prostopadłej do wektora prędkości ciała. W wyniku
przyspieszenia normalnego ciało nie zmienia wartości
prędkości lecz zmienia kierunek prędkości.
Przyspieszenie kątowe występuje w ruchu obrotowym - jest
pseudowektorem leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie
z regułą śruby prawoskrętnej.
Układ inercjalny (inaczej inercyjny) - układ odniesienia,
względem którego każde ciało, niepodlegające zewnętrznemu
oddziaływaniu z innymi ciałami, porusza się bez przyspieszenia
(tzn. ruchem jednostajnym prostoliniowym lub pozostaje w
spoczynku). Istnienie takiego układu jest postulowane przez
pierwszą zasadę dynamiki Newtona. Zgodnie z zasadą
względności Galileusza wszystkie inercjalne układy odniesienia
są równouprawnione i wszystkie prawa mechaniki są w nich
identyczne. Identyczne są również wszystkie prawa fizyki w
układach inercjalnych. Inercjalny układ odniesienia można
również zdefiniować jako taki układ, w którym nie pojawiają się
pozorne siły bezwładności.
Transformacja Galileusza – jest to transformacja
współrzędnych przestrzennych i czasu z jednego układu
odniesienia do innego poruszającego się względem
pierwszego. W transformacji tej czas i odległości pomiędzy
dwoma dowolnymi punktami pozostają stałe, czyli są
niezależne od układu odniesienia. Transformacja Galileusza
jest zgodna z klasycznymi wyobrażeniami o czasie i
przestrzeni. Transformacja zakłada, że prędkość oraz
położenie są względne. Wartości te widoczne dla dowolnego
obserwatora w każdym inercjalnym układzie odniesienia mogą
być różne, ale każda z nich jest prawdziwa. Względność
oznacza, że prawda jest zależna od “punktu siedzenia”. We
wszystkich układach zegary obserwatorów mierzą czas
absolutny, a więc on nie jest względny. Co więcej wymiary
liniowe obiektów też są identyczne w każdym układzie
nieinercjalnym.
bez-nauki.pl - ściągi, opracowania, testy...
Transformacja Lorentza – przekształcenie liniowe przestrzeni
Minkowskiego zachowujące odległości w metryce tej
przestrzeni. W przeciwieństwie do transformacji Galileusza,
gdzie niezmiennikiem jest czas i odległość, w transformacji
Lorentza niezmiennikami są np. interwał (odległość zdarzeń w
czasoprzestrzeni) i masa spoczynkowa, podczas gdy odległość
i czas mogą mieć różne wartości, zależne od prędkości układu
odniesienia. Fundamentalną cechą transformacji Lorentza jest
niezależność prędkości światła od prędkości układu.
W fizyce, transformacje Lorentza opisują zależności między
współrzędnymi i czasem tego samego zdarzenia w dwóch
inercjalnych układach odniesienia wg szczególnej teorii
względności. Wg klasycznej mechaniki, zależność między
czasem i współrzędnymi opisują transformacje
Galileusza.ęłęóPrzekształcenie Lorentza, którego wszystkie
współrzędne z wymiarem czasowym są równe 0, z wyjątkiem
elementu diagonalnego, który jest równy 1, nazywamy obrotem.
Przekształcenie Lorentza, którego wszystkie współrzędne bez
wymiaru czasowego są równe 0, z wyjątkiem elementów
diagonalnych, które są równe 1, nazywamy pchnięciem.
Pchnięcie przekształca układ współrzędnych w układ
poruszający się względem oryginalnego ze stałą prędkością.
Przekształcenia Lorentza bez przesunięć (translacji), czyli takie,
które przekształcają początek układu współrzędnych w samego
siebie, nazywane są jednorodnymi przekształceniami Lorentza.
Przekształcenia Lorentza rozpatrywane razem z przesunięciami
nazywają się niejednorodnymi przekształceniami Lorentza.
Dylatacja czasu jest to zjawisko różnic w pomiarze czasu
dokonywanym równolegle w dwóch różnych układach
współrzędnych, z których jeden przemieszcza się względem
drugiego. Zjawisko przewidziane w szczególnej teorii
względności Alberta Einsteina i następnie potwierdzone
doświadczalnie.
Obserwacja dylatacji czasu kłóci się z klasycznym
postrzeganiem czasu, podstawowymi założeniami teorii
względności Galileusza, która stanowiła podstawę rozumienia
pojęć czasu i przestrzeni przed przyjęciem szczególnej teorii
względności A. Einsteina.
Ogólna teoria względności opisuje też zjawisko grawitacyjnej
dylatacji czasu występujące wokół każdego skupiska masy. W
fizyce klasycznej obowiązuje prawo składania prędkości
będące konsekwencją przekształcenia Galileusza: jeśli dwa
ciała poruszają się z prędkościami odpowiednio równymi v1 i
v2, to względna ich prędkość jest równa v1 – v2.
bez-nauki.pl - ściągi, opracowania, testy...