Перед вами автомобиль.
Мы понимаем, что он движется, если его положение меняется относительно неподвижных предметов. Эта относительность очень важна. Ведь если автомобиль остановится, то относительно дома и дерева он будет неподвижен. Но относительно солнца он будет двигаться, ведь он находится на планете Земля, которая двигается вокруг солнца.
При этом положение тела меняется не мгновенно, а за определённое время.
Отсюда возникает следующее определение. Механическое движение – это изменение положения тела относительно других тел с течением времени.
Перемещаясь из одного места в другое, тело движется по воображаемой линии. Эта линия называется «траектория».
Она может быть криволинейной или прямолинейной.
Отсюда и происходят понятия криволинейного и прямолинейного движения.
Прямолинейное движение встречается крайне редко. Но задачи на него проще решать. Поэтому когда искривлениями можно пренебречь, криволинейное движение считают прямолинейным.
Длина траектории называется путём. Для его обозначения обычно используется латинская буква S.
Так как путь – это длина, то и единицы измерения у него такие же: метры, километры, мили, вёрсты, шаги, дюймы, локти и т. д. Но, основной единицей является метр, так как именно он признан единицей измерения длины в международной системе единиц.
В зависимости от задачи, размеры тела могут быть важны при его движении или, наоборот, не важны. Например, когда машина паркуется, её размеры крайне важны. А когда перемещается из города в город, размеры совсем не важны. На этом пути её можно изобразить в виде точки.
Отсюда следующее определение. Материальная точка – это тело, размерами которого, в данной задаче, можно пренебречь.
Движение может быть равномерным и неравномерным.
Проследим за движением катера. Если в первую секунду от начала наблюдения он проходит 10 метров и каждую последующую секунду также по 10 метров, то он движется равномерно.
Теперь проследим за движением автобуса. Отъезжая от остановки он движется всё быстрее и быстрее. А подъезжая к светофору с «горящим» красным сигналом он движется всё медленнее и медленнее. То есть сначала он проходит за одинаковые промежутки времени всё большее расстояние, а затем всё меньшее расстояние. В данном случае движение неравномерно.
Отсюда следующие определения. Равномерным называется движение, при котором в любые равные промежутки времени тело проходит одинаковые пути.
И наоборот: неравномерным называется движение, при котором в любые равные промежутки времени тело проходит неодинаковые пути.
Большинство движений являются неравномерными.
Когда первое тело за один и тот же промежуток времени проходит больший путь чем второе тело, мы говорим, что первое тело движется быстрее второго.
Для того, чтобы описать, насколько быстрее, придумали физическую величину, которая называется скорость движения.
Она обозначается латинской буквой v.
Её определение звучит следующим образом. Скоростью равномерного движения называется физическая величина, равная отношению пути, пройденного телом, ко времени прохождения этого пути.
Так как скорость обозначается буквой v, путь буквой s, а время буквой t, то отношение приобретает следующий вид: v = s / t .
Теперь определим, в каких единицах измеряется скорость.
Мы можем взять любые единицы пути и времени: километры и часы, мили и часы, дюймы и секунды и так далее.
Но в международной системе единиц принято использовать метры и секунды, то есть единицей скорости является метр в секунду. Хотя для нас наиболее привычно измерять её в километрах в час.
У скорости кроме численного значения, есть и направление. Допустим, 2 велосипедиста едут на встречу друг другу.
У каждого из них скорость 5 м/c. Получается, что численное значение их скорости одинаковое, но направления скоростей разное.
Величина, обладающая не только численным значением, но и направлением называется вектор.
У векторной величины есть обозначение – стрелочка над буквой, обозначающей величину. В данном случае, стрелочка над буквами v1 и v2. Кроме того указывается направление. Например, один вектор направлен на запад, а другой – на восток.
Если стрелочка не ставится, это значит, что сообщается лишь численное значение вектора, иначе говоря, его модуль.
Итак, часть величин в физике являются векторами. Другая часть является скалярами. Скаляр — это величина, имеющая только численное значение. Например, скалярами являются путь и время.