Mechaninis judejimas
5 (100%) 1 vote

Mechaninis judejimas

1. Kas yra mechaninis judėjimas?

Mechaninis judėjimas – tai kūnų ar jų dalių tarpusavio padėties kitimas erdvėje ir laike. Ištirti kūnų judėjimą – vadinasi, nustatyti, kaip kinta jo padėtis laikui bėgant. Pagrindinis mechanikos uždavinys yra nustatyti kūno padėtį bet kuriuo laiko momentu.

2. Paaiškinkite, kuo skiriasi ir kaip aprašomi vektoriniai ir skaliariniai dydžiai

Skaliariniai dydžiai yra apibūdinami dydžiu. Skaliariniai dydžiai vadinami skaliarais.

Vektoriniai dydžiai yra apibūdinami ne tik dydžių (moduliu), bet ir kryptimi erdvėje. Vektoriniai dydžiai skirtingai nuo skaliarinių dydžių yra žymimi su rodykle viršuje arba spausdintinėje literatūroje – riebesniu šriftu. Pvz., jėgos vektorius žymimas taip: arba taip: F.

3. Paaiškinkite materialiojo taško ir atskaitos sistemos sąvokas.

Kūną, kurio matmenų pasirinktomis judėjimo sąlygomis galima nepaisyti, vadiname materialiuoju tašku. Atskaitos kūnas, su juo susieta koordinačių sistema ir prietaisas laikui matuoti sudaro atskaitos sistemą, kurios atžvilgiu ir nagrinėjamas kūno judėjimas.

4. Kas yra spindulys vektorius? Poslinkis? Kokios jų kryptys?

Jei koordinačių pradžios tašką sujungsime su nagrinėjamu tašku A, tai gausime vektorių spindulį r, kurio kryptis yra iš koordinačių pradžios į nagrinėjamą tašką.

Jei materialusis taškas juda iš taško A į tašką B kreive, tai jo poslinkis Δr yra vektorinis dydis, nukreiptas iš taško A į tašką B.

Taško poslinkio vektorius Δr randamas kaip vektorių spindulių r ir r1 skirtumas: Δr = r – r1

Poslinkio vektorius visada yra nukreiptas judėjimo linkme.

5. Kam lygus greitis vektoriniame judėjimo aprašyme? Skaliariniame?

Materialiojo taško poslinkio vektoriaus ir laiko tarpo Δt, per kurį jis pasislinko, santykis vadinamas vidutiniuoju greičiu: vvid = Δr / Δt

Judėjimo greitis yra santykio Δr / Δt riba, kai Δt artėja prie nulio, t.y. lygi poslinkio vektoriaus išvestinei laiko atžvilgiu: v = limΔt0 (Δr / Δt) = dr / dt

Skaliariniame greičio aprašyme vektorių sąvokos nenaudojamos. Čia imamas ne poslinkis (poslinkio vektorius), o skaliarinis dydis – nueitas kelias (atstumas) Δs.

Ir greitis aprašomas kaip kelio Δs ir laiko Δt santykio riba, kai laikas artėja prie nulio: v = limΔt0 (Δs / Δt) = ds / dt.

6. Kokia yra taško judėjimo normalinio ir tangentinio pagreičio prasmė? Kokis jų kryptys?

Pagal 1-jį Niutono dėsnį, jei kūno neveikia jokia jėga (jei jėgų atstojamoji yra lygi nuliui), tai jis yra rimties būklėje arba juda tiesiaeigiai tolygiai (pastoviu greičiu).

Norint pakeisti tiesiaeigiai ir tolygiai judančio kūno judėjimo kryptį, reikia jį veikti jėga. Jo judėjimas išlieka ir toliau tolyginis (linijinis greitis pastovus), tačiau iš tiesiaeigio jis tampa kreivaeigiu. Jei tiesiaeigiai tolygiai judantį kūną veikia pastovi jėga, nukreipta statmenai jo judėjimo krypčiai, tai toks kūnas juda apskritimu.

Pagal 2-jį Niutono dėsnį, jei masės m kūną veikia jėga F, tai jis juda su pagreičiu. Vadinasi, apskritimu pastoviu greičiu judantis kūnas juda su pagreičiu. Šis pagreitis yra vadinamas normaliniu pagreičiu. Jis yra statmenas kūno judėjimo krypčiai. Jėga yra naudojama nuolat keisti kūno krypčiai. Jei tik ši jėga nustos veikti, kūnas pradės judėti tiesiaeigiai – apskritimo liestine.

Kreive (atskiru atveju – apskritimu) judančio kūno tangentinis pagreitis (angliškai tangent – reiškia liestinę) yra analogiškas tiesiaeigiu judėjimu judančio kūno pagreičiui. Jis yra nukreiptas kūno judėjimo tuo momentu kryptimi. Apskritiminio judėjimo atveju tangentinio pagreičio kryptis sutampa su linijinio greičio kryptimi. Apskritimu judančio kūno tangentinis ir normaliais pagreičiai yra statmeni vienas kitam.

7. Kas vadinama kūno mase?

Kūno masė – tai kūno inertiškumo matas. Masė SI sistemoje yra matuojama kilogramais. Kadangi Žemėje yra trauka, tai kūno masę galime nustatyti matuodami jo sunkio jėgą (svorį): P = mg. Jei planetos traukos nebūtų. Tai kūno masę galėtume išmatuoti tik pasinaudodami 2-ju Niutono dėsniu: a = F/m.

8. Kokia yra jėgos sąvokos prasmė?

Kūnus veikiančios jėgos suteikia jiems pagreičius arba juos deformuoja. Nagrinėjant mechaninį kūnų judėjimą, yra išskiriamos trys jėgų rūšys: tamprumo jėga, traukos jėga ir trinties jėga.

Tamprumo jėga aprašoma taip: Ftamp = kx, kur k – tamprumo koeficientas, x – tempimo (arba gniuždymo arba suspaudimo) poslinkis.

Traukos jėga aprašoma taip: Ftrauk = mg; m – kūno masė, g – laisvojo kritimo pagreitis.

Trinties jėga aprašoma taip: Ftrint = μN, μ – trinties koeficientas, N – jėgos statmenoji dedamoji, spaudžianti kūną prie paviršiaus, kuriuo kūnas juda įveikdamas trinties jėgą.

9. Kas yra judesio kiekis? Judesio kiekis yra kūno greičio ir jo masės sandauga: mv.

10. Suformuluokite tris Niutono dėsnius.

1-sis Niutono dėsnis: kiekvienas kūnas išlaiko rimties arba tolygaus tiesiaeigio judėjimo būseną tol, kol kitų kūnų poveikis jo nepriverčia tą būseną pakeisti.

2-sis Niutono dėsnis: materialiojo taško judesio kiekio kitimo sparta tiesiogiai proporcinga jį veikiančių jėgų atstojamajai: d(mv)/dt=F. Čia masė m yra skaliaras (pastovus dydis), o greičio v išvestinė yra lygi pagreičiui
a.

Elementariojoje fizikoje 2-sis Niutono dėsnis yra apibrėžiamas taip: Kūną veikianti jėga lygi jo masės ir tos jėgos jam suteikto pagreičio sandaugai: F = ma.

3-sis Niutono dėsnis: du materialieji taškai veikia vienas kitą priešingų krypčių vienodo modulio jėgomis. F12 = –F21. Arba paprasčiau – “veiksmo jėga yra lygi atoveiksmio jėgai”.

11. Išveskite ir suformuluokite judesio kiekio tvermės dėsnį. Kokioms mechaninėms sistemoms jis galioja?

Susidūrus dviems kūnams, kurių masės ir greičiai atitinkamai yra m1, v1 ir m2, v2, įvyksta smūgis. Smūgio metu jie veikia vienas kitą vidinėmis jėgomis: pirmąjį veikia jėga f12, antrąjį – jėga f21. Pažymėkime visų veikiančių pirmąjį kūną išorinių jėgų atstojamąją F1, o antrąjį – atitinkamai F2. Taikykime abiem kūnams antrąjį Niutono dėsnį:Iš čia išplaukia, kad atskiro kūno judesio kiekį pakeičia tiek vidinės, tiek ir išorinės jėgos. Atitinkamai sudėję lygybių puses ir pritaikę 3-jį Niutono dėsnį (f21 = – f12), gauname:

Kai sistemą sudaro ne du, o N kūnų, tuomet užrašome taip:

,čia yra bendras sistemos judesio kiekis, o – sistemą veikiančių išorinių jėgų geometrinė suma. Formulėje matome, kad sistemos judesio kiekį keičia tik išorinės jėgos. Jeigu sistema yra uždaroji, tai ir dydis arba

Ši formulė išreiškia judesio kiekio tvermės dėsnį: uždarosios mechaninės sistemos judesio kiekis yra pastovus, kai jos viduje vyksta kokie nors procesai. Šis dėsnis teisingas ir tuomet, kai išorinių jėgų geometrinė suma lygi nuliui.

Vektorių projekcijoms: arba

12. Išvardinkite sukamojo judėjimo pagrindines kinematines charakteristikas ir suformuluokite jų apibrėžimus.

Sukamojo judėjimo atveju yra naudojama kampo, kuriuo pasisuka taškas brėždamas apskritimo lanką, sąvoka. Iš čia ir visos kitos sukamojo judėjimo kinematinės charakteristikos: kampinis greitis ω, kampinis pagreitis ε.

Vidutinis kampinis greitis yra lygus kampo, kuriuo taškas pasisuka brėždamas apskritimo lanką, ir laiko, per kurį jis pasisuko tuo kampu santykiui.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 1248 žodžiai iš 4148 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.