Поступальний рух

Що являє собою поступальний рух? Шкільний підручник чітко відповідає на це питання: поступальний рух тіла (зауважимо, ідеального об'єкта - "абсолютно твердого тіла" - АТТ, позбавленого яких би то не було можливостей бути деформованим!) - це такий рух, при якому будь-яка пряма, проведена всередині тіла (АТТ) залишається паралельна самій собі під час руху.

Здавалося б, відповідь вичерпна. Визначення дано, і на порядок денний виступає кінематика поступального руху. Спочатку це найпростіший випадок рівномірного прямолінійного руху, потім - більш складне і цікаве для допитливих умів равнопеременное (і знову суворо прямолінійне!) рух, яскравим прикладом якого є вільне падіння тел. У рамках цього розділу учень знайомиться з цікавими закономірностями, формулируемыми наступним чином:

1. Шляхи, прохідні тілом за послідовні проміжки часу, співвідносяться як квадрати натурального ряду чисел: 1:4:9:16...

та

2. Шляхи, прохідні тілом за рівні послідовні проміжки часу, співвідносяться як ряд непарних чисел: 1:3:5:9...

При вирішенні завдань виникає, в рамках необхідного методологічного і математичного інструментарію, цікавий метод оборотності руху, в якому всі кінцеві дані стають початковими і навпаки (рух як би відбувається у зворотний бік, із зворотним відліком часу). У частині динаміки зворотного процесу вектора миттєвої швидкості у всіх точках прямолінійної траєкторії змінюють свій напрямок на протилежне, незмінним залишається тільки напрям вектора прискорення, генетично пов'язаного з вектором рівнодіючої всіх прикладених до тіла сил.

Більше:

Перший штучний супутник Землі

Перший штучний супутник Землі є одним з найбільших досягнень науки ХХ століття. Тим не менш, як це ні парадоксально, цьому великому науковому і технічному досягненню значною мірою сприяла холодна війна між двома наддержавами: США і Радянським Союзом....

Що таке соціалізація, і як вона змінює людину

Спробуємо розібратися, що таке соціалізація, в чому її сутність і особливість. Адже для кожної особистості входження у суспільство і засвоєння його основних норм є фундаментом до подальшої безпроблемною і успішного життя і діяльності. Отже, що таке с...

Принц Чарльз – головний спадкоємець британського престолу

Згідно із законом королівства Великобританія, спадкоємець британського престолу - це старший закононароджена син чинного монарха або ж попереднього претендента на престол. Однак якщо у царюючого особи немає дитини чоловічої статі, то право спадкуванн...

Розділ "Динаміка прямолінійного руху" так само, як і кінематика, апріорі передбачає, що рух тіла є строго поступальним, без поворотів навколо якої б то ні було осі і деформацій. Саме завдяки цим заздалегідь обумовлених умов можна знехтувати розмірами самого тіла в умовах завдань, розглядаючи замість нього ідеальний об'єкт - матеріальну точку (МТ), просторово збігається з центром ваги (ЦТ) тіла. Втім, об'єкт МТ вводиться в розділі "Кінематика" для випадків, коли розмірами тіла можна знехтувати у порівнянні з довжиною траєкторії.

Закони збереження в разі прямолінійного руху також розглядаються при умовах, коли ми абстрагуємося від можливого обертання тіла, вважаючи його рух поступальним (інакше слід було б розглядати взаємні переходи енергії обертального руху в енергію поступального руху і навпаки)

Одним словом, розглянуте в шкільному курсі фізики поступальний рух (вузько представлене окремим випадком руху вздовж прямої!) дає чималу поживу для теоретичних роздумів і досліджень. Чого не скажеш про експериментальній частині розділу шкільного курсу, що вивчає поступальний рух. Якісна експериментальна установка просто відсутній у більшості шкільних кабінетів.

Навіть окремий випадок прямолінійного поступального руху вивчається переважно в теорії. Справжня, а не іграшкова, машина Атвуда громіздка і швидко виводиться з ладу допитливими школярами, будучи стаціонарно встановленою де-небудь біля дальньої стіни кабінету фізики. Демонстраційні установки на кшталт ковзного уздовж натягнутого дроту вантажу і зовсім безглузді, так як вони дублюють самодостатнього випадок прямолінійного руху, що аж ніяк не тотожне поступального руху в самому загальному випадку. Що тут можна було б порекомендувати? Тільки дослідницький пошук в навколишньому нас реальності за межами фізичного кабінету з використанням природної кмітливості!

Приводиться підручником приклад колеса огляду ("Чортового колеса"), обід і спиці якого здійснюють обертальний рух, а наглядові кабінки рухаються поступально (хоча і по колу!) переконує нас у тому, що поступальний рух АТТ (та наближено - реального тіла) може бути не тільки прямолінійним, але і мати будь-яку криволінійну траєкторію (у наведеному випадку типологічно збігається з траєкторією обертального руху МТ).

Ідея пошуку випадків поступального руху на дитячому ігровому майданчику (в режимі експерименту, а не теоретичного міркування) "лежить десь поруч" з "Чортовим колесом". Прийшовши на дитячий майданчик, ми зможемо перевірити, залишається паралельною сама собі пряма (модельована будь прутиком або тонкої рейкою) при русі тіла на всіляких гойдалках, каруселях і тренажерах. Ясно, що поступальним тут буде хіба що вільне падіння неживого тіла, що зірвався з якою-небудь "лазалкі".

Переконавшись в тому, що в чистому вигляді поступальний рух найчастіше зустрічається у природі як приватний випадок - прямолінійний поступальний рух, ми з легким серцем можемо переходити до теоретичного матеріалу шкільного підручника.