Елементарні відомості з механіки

ЕЛЕМЕНТАРНІ ВІДОМОСТІ З МЕХАНІКИ.

20 МЕХАНІЧНИЙ РУХ. ВІДНОСНІСТЬ РУХУ

І СПОКОЮ.

Вдалині на дорозі видно автомобіль. Ми не чуємо шуму його двигуна і не бачимо, чи обе-ртаються його колеса. Як визначити, чи рухається автомобіль.

Простежимо за положенням автомобіля відносно дерева, яке росте біля дороги. Якщо від-даль від дерева до автомобіля змінюється, ми робимо висновок, що автомобіль рухається; якщо ж не змінюється, значить автомобіль перебуває у спокої.

Корабель знаходиться у відкритому морі. Берега уже не видно і не видно ніяких предметів на поверхні води. На палубу вийшов пасажир. Йому важко визначити чи корабель рухається, чи стоїть на місці. Аж раптом удалині він побачив маяк. Корабель став наближатися до маяка. Те-пер пасажир зрозумів, що корабель рухається. Отже, рух корабля пасажир визначив відносно маяка.

На паралельних коліях стоять два поїзди. Раптом один з них рушив. Пасажиру, який ди-виться на сусідній поїзд, важко визначити, який поїзд рухається. Щоб визначити чи рухається його поїзд, треба вибрати якийсь предмет на землі: приміщення вокзалу, дерево, будівлю чи те-леграфний стовп. Відносно цього предмету і можна визначити рухається його поїзд чи стоїть на місці.

Механічним рухом називається зміна положення даного тіла відносно інших тіл.

Механічні рухи тіл дуже різноманітні. Рух Землі, планет, хмар,.

води в ріках, поїздів, літаків, автомобілів, різних частин машин і верстатів, людей, тварин, птахів і т.д.

Механічні рухи вивчаються в розділі фізики, що називається механікою. Слово механіка походить від грецького слова «механе» що означає машина або пристрій.

Кожний механічний рух, що вивчається у фізиці, завжди є відносний рух. Пароплав руха-ється відносно берега, поїзд — відносно полотна залізниці, різець токарного верстата — відно-сно основи верстам і т.д. Але і берег, і полотно залізниці, і основа верстата самі рухаються ра-зом із Землею.

Тіла, відносно яких розглядається рух, називаються тілами відліку.

Рух тіла відбувається протягом певного проміжку часу. Рухоме тіло під час свого руху за цей час опише лініюю.

Лінія, по якій рухається тіло, називається траєкторією руху.

Проведемо крейдою лінію на класній дошці: ця лінія буде траєкторією руху грудки крей-ди /мал. 45/. Видиму траєкторію руху — світлий слід — заливає в нічному небі метеор /мал. 46/ або сигнальна ракета. На малюнку 47 видно лижний слід, залишений дівчинкою, яка спустилася на ликах з гори. На малюнку 48 штриховою лінією зображено траєкторію лижника, який стри-бав з трампліна. Довжина Траєкторії ОА — це шлях, пройдений лижником за час спускання з гори.

За траєкторією рухи тіл поділяються на прямолінійні і криволінійні.

1.Який рух називається механічним?

2.Які тіла називають тілом відліку?

3.Чому кажуть, що Сонце сходить і заходить? Що в даному випадку є тілом відліку?

4.У вагоні рухомого поїзда сидить пасажир. Що може сказати про його рух провідник вагона і стрілочник, повз якого рухається поїзд?

5.Навести приклади відносного руху тіл і пояснити, відносно яких тіл пасажир, що їде в автобусі, рухається, а відносно яких перебуває у спокої.

6.Що таке траєкторія руху тіла?

7.Якими можуть бути траєкторії руху тіл?

Завдання. Виміряйте довжину свого кроку і, користуючись цією мірою, визначте, який шлях ви проходите від школи до майстерень. За який час ви проходите цей шлях?

21 ВИДИ РУХІВ.

Рухи тіл можуть бути дуже різноманітними. Рух кузова автомобіля, наприклад, відрізня-ється від руху його коліс. Колеса обертаються, а кузов не бере участі в обертальному русі.

Обертаючи колодязний вал, витягають з колодязя відро з водою. При цьому вал і відро рухаються по-різному.

Основними видами руху тіл в поступальний, обертальний і коливальний.

Розглянемо ці рухи окремо.

Поступальний рух.

Поступальним рухом є, наприклад, рух шухляди, що висувається з стола, рух поршня в двигуні внутрішнього згоряння, рух машини, рух різця вздовж корпусу токарного верстата /мал. 49/ або деталі на поздовжньо-стругальному верстаті відносно різця /мал. 50/, рух вантажу, яких переносять підіймальним краном /мал. 51/, рух предмета на стрічці транспортера /мал. 52/ і ба-гато інших рухів.

Розглянемо ознаки поступального руху тіла.

При перенесенні вантажу краном легко побачити, що всі точки вантажу при його перене-сенні описують у просторі однакові траєкторії і проходять одинакові шляхи за один і той самий час.

Отже, при поступальному русі тіла всі його точки описують однакові траєкторії в просторі і за один і той самий проміжок часу проходять однакові шляхи.

Не слід думати, що поступальним може бути лише прямолінійний рух. Прикладом може бути рух олівця /мал. 53/.

Обертальний рух.

Обертальний рух здійснюють колесо машин, гвинти літаків і пароплавів, махові колеса, вали, шестерні, шківи, паси верстатів та машин, деталі затиснуті у токарнях верстатах, цирку-льна пила. Кожна точка Землі здійснює обертальний рух, внаслідок добового обертання Землі навколо своєї осі. Цей рух Землі спричиняє зміну дня і ночі. Сама Земля здійснює обертальний рух навколо Сонця, а планети — навколо Землі.

Кінці стрілки годинника рівномірно обертаються по колу. Щоб виявити особливості обер-тального руху, виконаємо дослід. Візьмемо картонний диск з намальованими на ньому точками на різних відстанях від центра /мал. 54/ і будемо його швидко обертати. Замість кружечків ми побачимо на диску ряд кіл різних радіусів /мал. 55/.

Цей дослід показує, що при обертальному русі тіла різні його точки рухаються по колах. Центри цих кіл лежать на одній прямій, яка називається віссю обертання тіла.

При обертанні тіла по коду виникав відцентрова сила. Ця відцентрова сила широко вико-ристовується людиною у різних відцентрових машинах /мал. 56/.

У кулясту скляну посудину надити рідини різної густини /олії, води, меду/, накидати ку-сочків корка і привести посудину /мал. 57/ в обертання на відцентровій машині. Рідини розміс-тяться кільцями: зовнішній — мед, дальшим — вода, далі - олія /на внутрішні й поверхні олії розмістяться кусочки корка/ і, нарешті, всередині — повітряний стовп. Взагалі найгустіша рі-дина розміщується далі від осі обертання.

Центрифуга з сітчастими стінками вживається для відокремлення меду від стільників, для відокремлення воді від цукру /сушіння цукру/, води від мокрої білизни, соку від помелених овочів і фруктів у соковижималках, вершків від молока у сепараторах /мал. 58/. Широко вико-ристовуються відцентрові насоси /мал. 59/.

Коливальний рух.

Якщо у фізичному штативі затиснути пружну пластину у горизонтальному положенні і підняти її вільний кінець у верх, то коли відпустимо вільний кінець, він почне коливатись. Рух вільного кінця пластини буде коливальним рухом.

До штатива підвісимо на нитці кульку чи висок. Відхилимо її в сторону і відпустимо. Кулька почне коливатися. Це явище називається коливанням маятника /мал. 60/.

Коливальний рух здійснюють звичайна дитяча гойдалка, маятник.

годинника, маятник метронома і інші /мал. 61/.

Різні види руху тіл можна спостерігати під час роботи швейної машини /мал. 62/. Рукоятка машини 1, махове колесо 2, вал машини З обертаються. Голководій з голкою 4 рухається вгору і вниз поступальної човник 5 і нитконатягувач 6 виконують коливальні рухи.

Рух свердла свердлильного верстата при роботі складається з двох рухів) обертального і поступального.

1.Які види рухів ви знаєте?

2.Дати приклади поступальних рухів.

3.Дати приклади коливальних рухів.

4.Санки з'їжджають з гори; кулька скочується похилим жолобом; камінь, випущений з рук, падає; Які з цих тіл рухаються поступально?

5.Який вид руху здійснюють: деталь у токарному верстаті; свердло у свердлильному ве-рстаті; голка швейної машини, махове колесо швейної машини?

6.Які види рухів здійснюють при роботі ручного дриля? 7. По поверхні стола рухається іграшкова машина. Який вид руху вона здійснює?

7.Де використовують відцентрові машини?