Текст данной статьи также доступен в аудиоформате на различных платформах для подкастов. Приглашаю вас ознакомиться с аудиоверсией статьи и насладиться ее содержанием на платформе вашего выбора. Благодарю за внимание. Ссылки на подкаст (кликабельно!!). Яндекс музыка, Apple podcasts, Mave, Castbox, Overcast.
Механическое движение.
Каждый день мы сталкиваемся с различными видами движения. Автомобили передвигаются по дорогам, люди ходят, используя свои конечности, и так далее. Иногда может показаться, что в этой теме нет ничего особенного, но я считаю, что сегодня мы рассмотрим ее немного подробнее, что поможет нам лучше понять физику.
Давайте начнем с механического движения. Когда мы наблюдаем объект в движении, мы наблюдаем его движение относительно какого-то другого объекта. Для того чтобы это понять, давайте представим поезд и спящего человека на полке. Когда поезд движется, относительно вагона человек кажется неподвижным. Но на самом деле он перемещается, относительно земли. Из этого примера мы можем понять, что для того чтобы оценить движение объекта, нам нужно определить, меняется ли его положение относительно окружающих объектов.
Изменение положения объекта со временем относительно других объектов называется механическим движением. Когда тело перемещается в пространстве, переходя из одного места в другое, оно движется по определенной траектории.У человека, идущему к остановке, или автомобиля движущемуся по трассе есть траектория движения.
Однако длина траектории, по которой движется объект в определенный промежуток времени, называется путем. Путь - это измеряемая величина, обозначаемая большой английской буквой S (эс) в физике.
Равномерное и неравномерное движение.
Рассмотрим эти понятия на примере автомобиля. Представим себе автомобиль, который двигается по трассе со скоростью 90 километров в час. Он едет по пустой трассе без других автомобилей. В этом случае автомобиль движется равномерно, не изменяя скорость, идеально поддерживая 90 километров в час. Такое движение называется равномерным движением. Однако в реальной жизни равномерное движение встречается очень редко.
Теперь представим тот же автомобиль, но уже в городе. Автомобиль то разгоняется, то тормозит на светофорах. В этом случае движение становится неравномерным, так как скорость постоянно изменяется. Такое движение является более распространенным и частым явлением в повседневной жизни.
Итак, равномерное движение подразумевает постоянную скорость без изменений, в то время как неравномерное движение характеризуется изменяющейся скоростью.
Скорость и единицы измерения скорости.
Давайте представим себе бабушку, идущую к остановке со скоростью 3 километра в час, и автобус, который едет к остановке, чтобы забрать бабушку, со скоростью 40 километров в час. Когда мы говорим о скорости, мы характеризуем быстроту движения объекта. Величиной, характеризующей быстроту движения, является скорость.
Возьмем нашу бабушку и предположим, что она идет равномерно со скоростью 3 километра в час, то есть ее скорость не меняется. Чтобы определить скорость при равномерном движении, необходимо разделить пройденное телом расстояние на время, за которое оно было пройдено. Таким образом, если бабушка прошла 3 километра и на это ушел час, то ее скорость составляет 3 километра в час.
В физике, в Международной системе (СИ), скорость измеряется в метрах в секунду. Поэтому, чтобы правильно записать скорость бабушки, нам необходимо перевести километры в метры и часы в секунды. 3 километра равны 3000 метрам, а 60 минут равны 3600 секундам. Следовательно, скорость бабушки будет примерно 0,83 метра в секунду.
Когда движение не является равномерным, например, как у человека, который то идет, то останавливается, применяется понятие "средняя скорость движения". Для лучшего понимания, рассмотрим пример с автомобилем, который едет по городу и останавливается на светофорах.
Предположим, что разрешенная скорость для данного участка составляет 60 километров в час. Однако, из-за остановок на светофорах, скорость автомобиля будет неравномерной. В таком случае, мы можем рассчитать среднюю скорость движения.
Средняя скорость определяется путем деления общего пройденного расстояния на общее затраченное время. Таким образом, если автомобиль проехал 90 километров в течение трех часов, то его средняя скорость будет составлять 30 километров в час.
Векторные и скалярные величины.
Скорость, помимо числового значения, имеет также и направление. Если мы хотим узнать, где находится автобус, который выехал из автовокзала 2 часа назад, нам необходимо знать не только его скорость, но и направление движения. Величины, которые имеют не только числовое значение, но и направление, называются векторными. Скорость является примером векторной физической величины. Все векторные величины обозначаются соответствующими буквами с верхней стрелкой. Например, скорость будет обозначена большой буквой "V"(Ви) с верхней стрелкой.
Однако некоторые физические величины не имеют направления. Они характеризуются только числовыми значениями. К таким величинам относятся путь, время, объем, длина и другие. Они являются скалярными величинами, которые не требуют указания направления.
Таким образом, различие между векторными и скалярными величинами заключается в том, что векторные величины имеют не только числовое значение, но и направление, в то время как скалярные величины характеризуются только числовыми значениями