Ruch ciała polega na zmianie położenia zachodzącej wraz z upływem czasu. Ruch jednostajnie zmienny. Ruch jest zjawiskiem względnym. To czy dany obiekt spoczywa czy też znajduje się w ruchu zależy od wyboru układu odniesienia Ruch jednostajnie zmienny
W ruchu tym zmiany prędkości ciała są proporcjonalne do czasu., w którym te zmiany nastąpiły. Jeżeli prędkość ciała wzrasta, ruch taki nazywamy ruchem jednostajnie przyspieszonym, zaś jeśli prędkość maleje, ruch nazywamy ruchem jednostajnie opóźnionym. jest to wielkość fizyczna, której miarą jest iloraz przyrostu prędkości do czasu, w którym ten przyrost nastąpił.
gdzie: a - przyspieszenie,
ruch jednostajnie przyspieszony: to ruch, w którym w kolejnych jednostkach czasu, prędkość wzrasta o jednakową wartość.
W tym ruchu prędkość jest liniową funkcją czasu, a przyspieszenie jest zawsze stałe.
W dowolnym ruchu droga przebyta w czasie t wynosi:
Prędkość średnią w ruchu jednostajnie zmiennym (przyspieszonym lub opóźnionym) można obliczyć jako tzw. średnią arytmetyczną
|
wzór na drogę w ruchu jednostajnie przyspieszonym:
równanie to jest funkcją czasu, a jej wykresem jest parabola:
1. Droga jest kwadratową funkcją czasu.
W zadaniach fizycznych oraz w życiu często zdarza się, że ciało dopiero rozpoczyna swój ruch, czyli prędkość początkowa równa jest 0. Wtedy nasze równania kinematyczne przyjmują postać:
Ruch jednostajnie opóźniony to taki ruch, w którym prędkość w kolejnych jednostkach czasu maleje o jednakową wartość. Prędkość jest liniową funkcją czasu (malejącą).
Wielkością charakteryzującą ruch opóźniony jest opóźnienie. Jest ono w tym ruchu stałe i wyrażane jest wzorem:
|
Ruch jednostajny po okręgu - ruch po torze o kształcie okręgu z prędkością o stałej wartości, . Ruch ten 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. ęłęóprzkład: Ruch jakiegoś punktu na Ziemi, ęłęóPrędkość liniowa jest zawsze skierowana stycznie do okręgu - zwrot prędkości podczas ruchu cały czas się zmienia, cały czas jest styczne do okręgu, przez co ciało 'zakreśla' okrąg. Przyczyną tego jest przyspieszenie dośrodkowe, Prędkość możemy wyrazić również 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 zakreślony przez ciało kąt alfa ęłęóPrzyspieszenie dośrodkowe (normalne) to przyspieszenie, którego doznaje ciało na skutek działania siły lub jej składowej prostopadłej do wektora prędkości ciała. W wyniku tego przyspieszenia ciało nie zmienia wartości prędkości lecz zmienia kierunek prędkości. ęłęó Przyspieszenie kątowe występuje w ruchu obrotowym - jest pseudowektorem leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej. Ęłęó Układ inercjalny - układ odniesienia, względem którego każde ciało, nie podlegające 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 zdefiniować jako taki układ, w którym nie pojawiają się pozorne siły bezwładności. ęłęó 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 i zakłada ona, 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 obserwacji”. 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.
|
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. Przekształcenie 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.
|
|
|
|
|
|
|