Кинематика. Ілгерілемелі қозғалыстар. Айналмалы қозғалыс

Практикалық сабақ №1-2

Сабақтың  тақырыбы: Кинематика. Ілгерілемелі қозғалыстар. Айналмалы қозғалыс. Сызықтық және бұрыштық жылдамдықтар арасындағы байланыс. Сызықтық және бұрыштық үдеулер арасындағы байланыс.

Сабақтың мақсаты: Кеңістікте материалық нүктелердің қозғалысына сипаттама бере отырып орнын анықтау, қисық сызықты қозғалыс кезінде ізін, траекториясын құру. Жылдамдық, үдеу сынды физикалық шамаларды ендіре отырып, олардың тұтас дене қозғалысындағы іргелі мәнін айқындау. Денелердің айналмалы қозғалысын олардың бұрыштық жылдамдығы мен бұрыштық үдеуі арқылы сипаттау. Ілгерілемелі қозғалыс пен айналмалы қозғалыстарды сипаттайтын физикалық шамалардың арасындағы байланыстарды орнату.

Жалпы жағдайда түзу сызықты қозғалыстың жылдамдығы

[pic 1], ал үдеуі [pic 2].

Түзу сызықты бір қалыпты қозғалыс болған жағдайда [pic 3] және [pic 4].

Түзу сызықты бір қалыпты айнымалы қозғалыс кезінде

[pic 5]

Бұл теңдеулерде үдеу бір қалыпты үдемелі қозғалыс кезінде оң болады да, ал бір қалыпты баяу қозғалыс кезінде теріс болады.

        Қисық сызықты қозғалыс кезінде толық үдеу

[pic 6]

мұндағы [pic 7] - тангенциаль үдеу,   [pic 8]- нормаль (центрге тартқыш) үдеу  деп аталады, яғни

[pic 9] және [pic 10],

мұндағы [pic 11]- қозғалыстың жылдамдығы, ал [pic 12]- берілген нүктедегі траекторияның қисықтық радиусы.

        Айналмалы қозғалысты сипаттайтын шамалар бұрыштық жол [pic 13], бұрыштық жылдамдық [pic 14] және бұрыштық үдеу [pic 15]. Жалпы жағдайда бұрыштық жылдамдық

[pic 16], ал бұрыштық үдеу  [pic 17].

Бір қалыпты айнымалы қозғалыс кезінде бұрыштық жылдамдық

[pic 18],

мұндағы [pic 19]-айналу периоды, [pic 20]-айналу жиілігі, яғни бірлік уақыт ішіндегі айналым саны.

Сызықтық жылдамдықпен бұрыштық жылдамдықтың және сызықтық үдеу мен бұрыштық үдеудің арасындағы байланыстар мына қатынастармен анықталады:

[pic 21]

Тангециаль және нормаль үдеулер айналмалы қозғалыс кезінде мына түрде көрсетіледі:                                                   [pic 22]

1. Автомобиль өзінің қозғалыс уақытының бірінші бөлігін 80 км/сағ жылдамдықпен жүрді, ал уақытының екінші бөлігін 40 км/сағ жылдамдықпен жүрді. Автомобиль қозғалысының орташа жылдамдығы қандай?

2. Өзен ағысымен А пунктінен В пунктіне келе жатқан параходтың жылдамдығы [pic 23]км/сағ, ал кейін қарай қайтқандағы жылдамдығы [pic 24]км/сағ. Мыналарды: 1) параходтың орташа жылдамдығын, 2) өзен ағысының жылдамдығын табу керек.

3. Ауамен салыстырғанда самолет [pic 25]км/сағ жылдамдықпен ұшады. Жел батыстан шығысқа қарай [pic 26]м/сағ жылдамдықпен соғады. Жермен салыстырғанда самолет қандай жылдамдықпен қозғалады және самолет: 1) оңтүстікке қарай, 2) солтүстікке қарай; 3) батысқа және шығысқа қарай ауысуы үшін меридианға бағытты қандай бұрышта ұстап отыру керек?

4. Самолет А пунктнен шығысқа қарай 300 км қашықтықта орналасқан В пунктіне ұшып келеді.Егер: 1) жел жоқ болса, 2) жел оңтүстіктен солтүстікке соғып тұрса, 3) жел батыстан шығысқа қарай соғып тұрса, онды ұшу уақытының ұзақтығы қалай болады? Желдің жылдамдығы [pic 27]м/сек, ауамен салыстырғандағы самолеттің жылдамдығы [pic 28]км/сағ.

        5. Вертикаль жоғары лақтырылған дене қайтадан жерге [pic 29]-тан кейін түседі.    1) дененің бастапқы жылдамдығы қандай? 2) дене қандай биіктікке көтерілді? Ауаның кедергісі есепке алынбайды.

        6. Тас жоғары қарай 10 м биіктікке лақтырылды. 1) Тас  жерге қанша уақыттан кейін қайтып түседі? 2) Егерде тастың бастапқы жылдамдығын екі есе өсірсек, онда тас қандай биіктікке көтеріледі? Ауаның кедергісі есепке алынбайды.

        7. [pic 30] бастапқы жылдамдықпен вертикаль жоғары лақтырылған дене үшін [pic 31] биіктікпен [pic 32] жылдамдығының [pic 33] уақытқа тәуелділігінің графигін сызу керек. Графикті 0-ден 2 сек-қа дейінгі уақыт интервалы үшін, яғни әрбір 0,2 сек сайын [pic 34] үшін құру керек. Ауаның кедергісі есепке алынбайды.