Quỹ đạo, đường đi, chuyển động

19

Vật lý 8, 9, 10

Ghi chú được xuất bản bên dưới “Quỹ đạo, đường đi, sự dịch chuyển” dành cho tác phẩm kinh điển thứ tám, “Về các trạng thái tổng hợp của vật chất” - dành cho tác phẩm kinh điển thứ chín, “Dao động điều hòa. Bổ sung dao động" - tác phẩm kinh điển thứ mười. Các tài liệu được chuẩn bị bởi I.K. Belkin.

Quỹ đạo, đường đi, chuyển động

Ba từ trong tựa đề của nốt nhạc này gắn liền với sự chuyển động của các vật thể (điểm vật chất). Hai loại shrika đầu tiên được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày, loại thứ ba được sử dụng chủ yếu trong khoa học về chuyển động của cơ thể - cơ học.

Quỹ đạo là một đường liên tục được mô tả bởi một điểm chuyển động. Nó có thể là những đường thẳng Một vật (điểm) chuyển động dọc theo quỹ đạo như vậy được gọi là chuyển động thẳng. Quỹ đạo có thể là một đường cong có hình dạng bất kỳ. Một vật chuyển động theo quỹ đạo như vậy trùng với chuyển động cong. Ví dụ, quỹ đạo của một vật thể rơi tự do so với Trái đất (nếu bỏ qua chuyển động quay của nó) là một đường thẳng đứng và quỹ đạo của một vệ tinh nhân tạo của Trái đất là một đường cong (hình tròn hoặc hình elip).

Nếu quỹ đạo được biết trước, thì nhiệm vụ của cơ học có thể là xác định điểm trên quỹ đạo nơi vật thể chuyển động được đặt vào lúc này hay lúc khác. Quỹ đạo có thể chưa biết thì bài toán là tìm loại quỹ đạo. Định luật chuyển động cho phép chúng ta giải cả bài toán.

Quãng đường mà một vật (điểm) di chuyển là độ dài quỹ đạo của nó (tính bằng mét, km, v.v.). Ví dụ, nó có thể được xác định bằng bộ đếm km trong tự động hóa.

Đối với cơ học lời giải bài toán, việc biết quãng đường đã đi thường là không đủ, và đây là lý do. Hiện tượng cơ thể chuyển động là tọa độ của cơ thể thay đổi theo thời gian. Đường dẫn có sự thay đổi tọa độ truyền thông không phải lúc nào cũng giống nhau. Thậm chí có thể quãng đường di chuyển không bằng 0 và độ thay đổi tọa độ bằng 0 (vật thể đã đi dọc theo một đường kín). Đó là lý do tại sao đường đi, như một quy luật, không được đưa vào phương trình cơ học.

Để mô tả chuyển động của một vật (điểm) trong cơ học (chính xác hơn là trong động học), một đại lượng vật lý khác được sử dụng - độ dịch chuyển. Chúng ta hãy nhớ lại rằng sự dịch chuyển là một đoạn đường có hướng (vectơ) nối một số vị trí ban đầu của chuyển động của điểm với một số vị trí tiếp theo (“Vật lý 8”, §3).

Tầm quan trọng của đại lượng đặc biệt này đối với cơ học xuất phát từ thực tế là hình chiếu của vectơ dịch chuyển trên các trục tọa độ bằng với độ biến thiên của tọa độ tương ứng (“Vật lý 8”, §5). Điều này có nghĩa là nếu biết vectơ dịch chuyển thì cũng có thể tìm được tọa độ của vật. Đúng, để làm được điều này, bạn cũng cần biết tọa độ ban đầu.

Câu hỏi đặt ra: không phải các mô đun khác của vectơ dịch chuyển và quãng đường di chuyển (cả hai đều là đại lượng vô hướng) bằng nhau sao? Hóa ra trong trường hợp chung - không, chúng không bằng nhau. Ví dụ: nếu một vật thể từ điểm A đến điểm B dọc theo một quỹ đạo có nửa đường tròn bán kính R, thì đường đi mà vật thể đó đi được là l=πR và mô-đun dịch chuyển |$\vec{s}$|=2R (Hình 1). Nếu vật không đi qua nửa vòng tròn mà quay hết một vòng (nửa sau của quỹ đạo được thể hiện trong Hình 1 của đường thẳng), thì đường đi