Конспект по физике на тему Механика. Кинематика (подготовка к ЕГЭ)

Раздел 1. Механика.
Тема 1. Механическое движение
Механическое движение – это изменение положения тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени.
Если тело А меняет свое положение относительно тела В, то и тело В меняет свое положение относительно тела А. Таким образом, механическое движение является относительным (для описания движения необходимо указать, относительно какого тела оно рассматривается).
Пример: пассажир спокоен относительно поезда, в котором он едет, и движется относительно столба на дороге.
Тело отсчета – это тело, относительно которого рассматривается движение.
Основная задача механики – определение положения движущегося тела в любой момент времени.
Для решения этой задачи удобно представить движение тела как изменение координат его точек с течением времени. Чтобы найти координаты -нужна система координат. Чтобы измерить время -нужны часы. Все это образует систему отсчета.
Система отсчета – совокупность тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов.

Материальная точка – это тело, размерами которого можно пренебречь в условиях заданной задачи.
Пример: поезд можно считать материальной точкой при его движении из Москвы в Саратов, но не при посадке в него людей. Землю можно считать материальной точкой при описании ее движения вокруг Солнца, но не вокруг собственной оси.
Проекция – это скалярная величина, равная разности координат конца и начала вектора на данную ось.
Радиус-вектор – вектор, начало которого совпадает с началом координат, а конец совпадает с положением тела в данный момент времени. Проекции радиус-вектора на оси координат определяют координаты тела в данный момент времени.

Радиус-вектор позволяет задать положение материальной точки в заданной системе отсчета:

Знак проекции скорости зависит от направления вектора скорости и оси координат:


Ускорение – это векторная физическая величина, показывающая, на сколько изменяется скорость тела за 1 сек.

Знаки проекции ускорения зависят от направления вектора ускорения и оси ОХ:



Тема 2. Виды механического движения.
По характеру движения точек различают три вида движения:
Поступательное – это движение, при котором все точки тела движутся одинаково и любая прямая, мысленно проведенная в теле, остается параллельна сама себе;

Вращательное – это движение, при котором все точки тела движутся по окружности;

Колебательное – это движение, которое повторяется или почти повторяется. В отличие от вращательного движения, колебательное происходит в двух взаимно противоположных направлениях.


По виду траектории:
Прямолинейное. Траекторией движения служит прямая линия.

Криволинейное. Траекторией движения служит кривая линия.

Частный случай криволинейного движения – это движение по окружности.
По скорости:
Равномерное. Тело за любые равные отрезки времени проходит одинаковое расстояние. Величина скорости остается постоянной.
Неравномерное. Тело за равные промежутки времени совершает неравные перемещения.
По ускорению:
Равноускоренное. Движение тела с положительным ускорением, то есть при таком движении тело разгоняется с неизменным ускорением. В случае равноускоренного движения модуль скорости тела с течением времени возрастает, направление ускорения совпадает с направлением скорости движения.
Равнозамедленное. Движение тела с отрицательным ускорением, то есть при таком движении тело равномерно замедляется. При равнозамедленном движении векторы скорости и ускорения противоположны, а модуль скорости с течением времени уменьшается.
Свободное падение – движение тела вблизи поверхности Земли без учета сопротивления воздуха.


Тема 3. Траектория. Путь. Перемещение.
Траектория – это линия, вдоль которой движется тела.
Путь – это длина участка траектории, пройденного телом за данный промежуток времени.
Перемещение – это вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.


Тема 4. Горизонтальный бросок.



Тема 5. Бросок под углом к горизонту



Тема 6. Падения с высоты



Тема 7. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью.
Любой участок криволинейного движения можно представить в виде движения по дуге окружности или по участку ломанной.
Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью – простейший вид криволинейного движения.

Величины, характеризующие движение по окружности с постоянной по модулю скоростью:
Период Т (с) – время одного полного оборота:
, где:
t – время (с);
N – число оборотов (шт);
– частота (Гц).
Частота (Гц) –количество полных оборотов за 1 секунду:
,где:
t – время (с);
N – число оборотов (шт);
Т – период (с).
Линейная скорость v (м/c) показывает, какой путь проходит тело за 1 секунду:
, где:
L – путь (м);
t – время (c);
R – радиус окружности (м);
N – число оборотов (шт);
w – угловая скорость (рад./с).
Угловая скорость w (рад./с) показывает, на какой угол поворачивается тело за 1 сек.:
, где:
t – время (c);
R – радиус окружности (м);
N – число оборотов (шт);
w – угловая скорость (рад./с);
Т – период (с);
– частота (Гц);
– угол поворота (рад.).
Центростремительное ускорение а (м/с2) изменяет направление вектора скорости :,где :R – радиус окружности (м);
w – угловая скорость (рад./с);
Т – период (с);
v – скорость (м/с).
Число оборотов N – число полных оборотов за время t:
,где:
Т – период (с);
t – время (c);
N – число оборотов (шт);
– частота (Гц).
Путь L (м) – расстояние, пройденное телом:

,где:
L – путь (м);
R – радиус окружности (м);
N – число оборотов (шт).