Система отсчета. Траектория

Содержание

  1. 1. Система отсчета
  2. 2. Декартовы координаты точки
  3. 3. Траектория
  4. 4. Тест по теме «Система отсчета. Траектория»
Тест: 4 вопроса
1. Что такое система отсчета?
сопоставленная с реальными или воображаемыми телами отсчета система координат и устройство для измерения времени
сопоставленная с реальными телами отсчета система координат и устройство для измерения времени
сопоставленная с воображаемыми телами отсчета система координат и устройство для измерения времени
сопоставленная с твердыми телами отсчета система координат и устройство для измерения времени
2. Что такое абсолютное и относительное движение?
движение тел по отношению к подвижной системе отсчета называют неподвижным, к неподвижной – подвижным
движение тел по отношению к подвижной системе отсчета – неподвижным, к быстрым – подвижным
движение тел по отношению к подвижной системе отсчета – подвижным, к медленным – неподвижным
движение тел по отношению к неподвижной системе отсчета – абсолютным, к подвижным – относительным
3. Упорядоченный набор чисел, каждое из которых характеризует положение проекции точки на определенную координатную ось, называется
координаты движения
координаты линии
координаты кривой
координаты точки
4. Что такое траектория движения?
линия, которую описывает точка в выбранной системе отсчета в процессе движения
линия, которую описывает точка в выбранной системе отсчета в в конце процесса
линия, которую описывает линия в выбранной системе отсчета в процессе движения
линия, которую описывает кривая в выбранной системе отсчета в процессе движения

Система отсчета

Положение материальной точки нельзя задать относительно пространства самого по себе, поэтому анализ механического движения любого тела требует обязательного указания, по отношению к каким другим телам происходит данное движение.

В качестве мысленного эксперимента представим обособленное тело, помещенное в абсолютно пустое пространство, где в обозримых окрестностях не наблюдается ни одного объекта. Очевидно, что невозможно узнать, покоится рассматриваемое тело или движется, поскольку нет ориентиров, относительно которых мы могли бы судить о его положении в данный момент и изменениях положения с течением времени. В то же время задача позиционирования станет решаемой, если появятся другие наблюдаемые тела, и, следовательно, возможность зафиксировать изменение их взаимного расположения. Здесь уместно провести аналогию с автомобилистом, который находит собственное местоположение по карте, увязывая его с близлежащими населенными пунктами и крупными элементами ландшафта, такими как горы и реки. Сомнительно, что это удалось бы, имея он вместо карты чистый лист.

Именно поэтому механическое движение тела всегда рассматривается относительно совокупности взаимно неподвижных тел с учетом течения времени, или, другими словами, в определенной системе отсчета.

Система отсчёта

Cопоставленная с реальными или воображаемыми телами отсчёта система координат и устройство для измерения времени.

Система отсчета может быть подвижной или неподвижной, причем подвижная система отсчета считается таковой только относительно какой-либо системы, условно принятой за неподвижную.

Движение тел по отношению к неподвижной системе отсчета называют абсолютным движением, а по отношению к подвижной – относительным.

Легко догадаться, что как много систем отсчета мы не вводили бы, должна быть как минимум одна неподвижная.

Чтобы сформировать систему отсчета, нужно задать три ее компонента:

  1. Выбрать неподвижное тело (или точку) отсчета.
  2. Связать с телом отсчета систему координат.
  3. Указать начало отсчета времени.

Вообще говоря, любой объект может выступать телом отсчета. Однако из множества возможных тел выбирают такое, которое в рассматриваемом конкретном случае задает наиболее простые и удобные условия для анализа движения и решения возникающих в связи с ним вопросов.

Например, сравнивая протяженность маршрутов, пройденных двумя группами туристов, мы без сомнений примем за точку отсчета стартовый населенный пункт, расположение которого на карте связывается с Землей, а не с Полярной звездой. И наоборот, когда нужно найти направления сторон света, гораздо полезнее ориентироваться по практически неподвижной на небесной сфере Полярной звезде, тогда как на поверхности Земли трудно найти объекты, которые позволят просто и однозначно справиться с этой задачей.

Система координат дает возможность задавать положение точки в пространстве и описывать ее движение количественно с помощью языка математики. Чаще всего в науке и технике используется декартова система координат, но в специальных случаях применяют и другие – полярные координаты, географические координаты.

Сущность движения – изменение, а оно немыслимо вне времени, поэтому часы — непременный компонент системы отсчета. Их назначение — хронометраж длительности временного промежутка, в течение которого происходит движение.

В качестве единицы времени в физике принята секунда.

Отсчет времени запускается в произвольный момент времени, исходя из соображений, какое событие считать началом изучаемого процесса.

Декартовы координаты точки

Декартова (или, иначе, прямоугольная) система координат позволяет однозначно задавать положение точки в пространстве с помощью координат или радиус—вектора.

Начало отсчета системы совмещают с предварительно выбранной точкой отсчета, затем назначают положительные направления трех взаимно перпендикулярных координатных осей и единичный отрезок на них.

Координаты точки

Упорядоченный набор чисел, каждое из которых характеризует положение проекции точки на определенную координатную ось.

Радиус—вектор

Вектор rr, построенный из начала координат в заданную точку.

Каждая декартова координата называется также как и соответствующая координатная ось, на которой указывается положение проекции точки: абсцисса хх, ордината уу и аппликата zz. Например, точка АА, показанная на рисунке 1, имеет координаты: абсцисса хх=6, ордината уу=5 и аппликата zz=7. Символически это записывается – АА(6;5;7).

траектория2.png

Рисунок 1 — Точка в декартовой системе координат

Траектория

Траектория движения

Линия, которую описывает точка в выбранной системе отсчета в процессе движения.

Формы траекторий столь же неисчерпаемо разнообразны, как и проявления механического движения, но все их можно свести к трем базовым видам – это может быть прямая линия, плоская кривая или трехмерная кривая.

В природе и технике траектория чаще всего является линией воображаемой, но если движущееся в некоторой среде тело оставляет в ней видимый след, то траекторию можно наблюдать непосредственно и наглядно. Так лыжня, оставленная на снегу лыжником, является траекторией его движения. Особенно эффектны световые визуализации траекторий: короткая, но яркая линия, прочерченная в темном ночном небосводе «падающей звездой» — метеором (рис.2); отчетливые следы сигнальных огней самолета, видимые на фотографии с длинной выдержкой (рис.3). На такой фотографии ясно видно, что сложную пространственную траекторию взлетающего самолета можно разделить на участки простой формы — прямые линии и плоские кривые.

траектория1.png

Рисунок 2 — Траектория метеора

траектория2.jpg

Рисунок 3 — Траектории сигнальных огней взлетающего самолета

Возникли трудности с работой по этой теме? У нас вы можете заказать научную статью по физике по низкой цене!

Тест по теме «Система отсчета. Траектория»

Комментарии

Нет комментариев
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Прямой эфир