Наглядная физика. Механическое движение и взаимодействие тел
Интерактивные модели
1. Относительность движения.
2. Расстояние и путь.
3. Зависимость координаты от времени (1)
4. Зависимость координаты от времени (2)
5. Средняя скорость движения
6. Равномерное прямолинейное движение (1)
7. Равномерное прямолинейное движение (2)
8. Изменение веса
9. Деформация тела
10. Трение на наклонной плоскости
11. Шариковый подшипник
12. Роликовый подшипник
Механическое движение – это изменение с течением времени положения тела в пространстве относительно другого тела. Тело, относительно которого рассматривается движение называется телом отсчета. Модель демонстрирует зависимость характеристик движения от выбора тела отсчета.
Механическое движение - это изменение положения тела в пространстве относительно другого тела (тел) с течением времени. Тело, относительно которого рассматривается движение называется телом отсчета. Оно в данной задаче принимается за неподвижное... Тогда все характеристики: путь, скорость, траектория маршрутного такси относительно автобуса будут другими, чем относительно другого тела отсчета (например, остановки или идущего пешехода). Именно, в связи с тем, что характеристики движения тела зависят от выбора тела отсчета, движение и состояние покоя тела называют относительным.
При движении тела, каждая его точка описывает траекторию. Модель наглядно демонстрирует важнейшие характеристики движения: путь (пройденное расстояние) и расстояние между начальным и конечным положением.
Расстояние l - это длина прямой, соединяющей начальное и конечное положение тела. А путь s- это длина траектории. В общем случае s ≥ l. Знак равенства относится к прямолинейному движению.
Зависимость координаты от времени (1)
Модель демонстрирует задание движения тела вдоль прямой функцией и её графиком. По заданному пользователем движению строится соответствующий ему график.
Чтобы определить путь s, пройденный телом при равномерном движении, необходимо знать скорость v движения и промежуток времени t. Тогда: s = v· t (1) При прямолинейном равномерном движении пройденный путь s и изменение координаты тела x совпадают: Δ x = x - x0 = s. x = s = v·t (2) Из формулы (2) видно, что координата тела x и путь s прямо пропорциональны времени.
Здесь x0 - координата тела в начальный момент времени.
Ее можно выбрать равной нулю:x0 = 0 . Тогда:
Графиками зависимости координаты и пути от времени будут совпадающие прямые.
Если движение неравномерное - эти графики будут сложными.
Если график зависимости координаты от времени задан, можно определить значение координаты в любой момент времени.
Зависимость координаты от времени (2)
Модель демонстрирует задание движения тела вдоль прямой функцией и её графиком. По заданному графику воспроизводится соответствующее ему движение.
Чтобы определить путь s, пройденный телом при равномерном движении, необходимо знать скорость v движения и промежуток времени t. Тогда: s = v·t (1) При прямолинейном равномерном движении пройденный путь s и изменение координаты тела x совпадают: Δ x = x - x0 = s. x = s = v·t (2) Из формулы (2) видно, что координата тела x и путь s прямо пропорциональны времени. Графиками зависимости координаты и пути от времени будут совпадающие прямые. Если движение неравномерное - эти графики будут сложными. Если график зависимости координаты от времени задан, можно определить значение координаты в любой момент времени.
Здесь x0 - координата тела в начальный момент времени. Ее можно выбрать равной нулю: x0 = 0. Тогда:
Часто вместо детального описания сложного движения достаточно знать его среднюю скорость. Модель объясняет формулу для вычисления средней скорости движения, состоящего из нескольких участков с равномерным движением. Движение тела зависит от параметров, которые можно изменять.
Равномерное движение встречается крайне редко.
Чаще всего движение неравномерное, скорость движения изменяется.Неравномерное движение характеризуется средней скоростью:
Если на отдельных участках пути s1, s2, s3, ... движение было равномерным, то
Равномерное прямолинейное движение (1)
Модель демонстрирует равномерное прямолинейное движение шарика и соответствующие графики пути и скорости от времени. Наглядно показана зависимость движения от начальной скорости. Приводятся графики зависимости пути и скорости от времени. Равномерное прямолинейное движение - это движение, при котором тело движется с постоянной скоростью v.
Значение скорости движения v = s/t с течением времени не изменяется.
Поэтому график скорости равномерного прямолинейного движения - это прямая параллельная оси времени.
При этом пройденный телом путь s = v·t, с течением времени увеличивается прямо пропорционально времени.
Графиком пути будет прямая, наклоненная к оси времени.
Угол наклона тем больше, чем больше значение скорости v.