МЕХАНІКА

РОЗДІЛ 2. МЕХАНІЧНИЙ РУХ

§ 7. Механічний рух. Відносність руху. Система відліку

Контрольні запитання

1. Механічний рух — це зміна з часом положення тіла або частин тіла в просторі відносно інших тіл.

Але треба пам’ятати, що в науці розрізняють три рівні будови всесвіту: мікросвіт, макросвіт і мегасвіт. До мікросвіту належать атоми, молекули, йони, а також частинки, з яких вони складаються; до макросвіту — планети, фізичні тіла, які оточують людину, а також сама людина; до мегасвіту — зорі, галактики та інші величезні космічні об’єкти. Механічний рух — це рух об’єктів макросвіту та мегасвіту.

2. Автобус змінює своє положення відносно зупинки; птах міняє своє положення відносно хмар, дерев, свого гнізда; школяр, рухаючись до школи, змінює своє положення відносно дома, дерев, школи; маятник годинника змінює своє положення відносно самого годинника тощо.

3. Ні, не можна, бо молекули відносяться до мікроміру, отже тепловий рух молекул і атомів не є механічним.

4. Тіло, відносно якого фіксується положення тіла, що рухається, називають тілом відліку.

Вибір тіла відліку є довільним. За тіло відліку спостерігач може взяти будь- яке тіло з огляду на міркування зручності. Те, що тіло відліку обирається довільно, означає, що стан руху і стан спокою є відносними.

5. В залежності від тіла відліку одні й ті самі тіла можуть одночасно і рухатися з різною швидкістю, і перебувати в стані спокою.

6. Сидячи в кріслі вагона потяга, який прямує до іншого міста — відносно крісла та вагона, пасажир не змінює свого положення з часом, тобто перебуває у стані спокою, а відносно дерев за вікном пасажир рухається. Автомобіль який їде дорогою відносно самої дороги рухається, та перебуває в стані спокою відносно автомобіля, який їде поруч у тому ж напрямі з такою самою швидкістю.

7. Коли тіло рухається, то його положення в просторі змінюється. Для визначення положення тіла в просторі використовують систему координат, яку пов’язують із тілом відліку.

Система координат задається за допомогою однієї, двох або трьох координатних осей. Уздовж осей відкладають відстані в обраному масштабі, наприклад у кілометрах або метрах.

Зміна положення тіла відбувається не миттєво, а протягом певного часу, тому для опису механічного руху є також необхідним прилад для відліку часу — годинник.

Приклади:

• Щоб визначити положення в певний момент часу пішохода й автомобіля на прямолінійній ділянці дороги, досить однієї координати: х_{пішохода}, х_{автомобіля}.

• Щоб визначити положення в певний момент часу трактора в полі, потрібно знати дві координати: х, у.

8. Тіло відліку, пов’язана з ним система координат і годинник для відліку часу утворюють систему відліку.

Вправа № 7

1. а) Відносно річки, він знаходиться в стані спокою, але відносно об’єктів на березі він рухається зі швидкістю річки;

б) Придорожні стовпи рухаються відносно автомобіля, прийнятого за тіло відліку;

в) Сонце рухається відносно Землі, якщо Землю прийняти за тіло відліку.

2. Куля рухалась зі швидкістю літака, тому відносно літака (пілота) вона находилася в стані спокою.

3. Проаналізуємо листи:

перший: «О 15.00 за 200 метрів від кав’ярні “Літо” — зустріч неможлива, тому що в даному листі не зазначено напрям;

другий: «О 15.00 за 200 метрів від кав’ярні “Літо” в напрямку на північ» — зустріч можлива, оскільки є час, тіло відліку и напрямок;

третій: «О 15.00» — зустріч неможлива, тому що в даному листі зазначений лише час і не зазначено тіло відліку та напрям;

четвертий: «За 200 метрів від кав’ярні “Літо” зустріч неможлива, тому що в даному листі зазначено лише тіло відліку і відстань і не зазначено час та напрям.

4.

Відстані:

дерево — камінь: 3 км;

дерево — світлофор: 4,5 км;

камінь — світлофор: 1,5 км.

5.

В одній клітині — 100 м.

А: х = 200, у = 100.

В: х = 200, у = -400.

С: х = -200, у = -400.