Векторные треугольники скоростей и перемещений в задачах

Кинематика изучает „геометрию” движения - математическое описание движения без анализа причин, его вызывающих. Другими словами, без выяснения вопроса, почему рассматриваемое движение происходит именно так, а не иначе, устанавливается математическое соотношение между его различными характеристиками, такими как перемещение, пройденный путь, скорость, ускорение, время движения.

При движении тела (материальной точки) его перемещение можно рассматривать как геометрическую сумму нескольких последовательных перемещений, например,

. (2.1 1)

Соответствующий (2.1 1) многоугольник (треугольник) перемещений представлен на рис.1. Изменение скорости тела

; (2.1 2)

этому выражению соответствует треугольник скоростей (рис.2).

Если тело движется с постоянным по величине и направлению ускорением , то выражение для скорости в любой момент t времени имеет вид:

; (2.1 3)

где при t = 0. В общем случае направления векторов начальной скорости и ускорения могут не совпадать. Треугольник скоростей, соответствующий выражению (2.1 3), приведен на рис.3. Вектор перемещения при этом определяется следующим образом:

. (2.1 4)

Рисунок 1. Рисунок 2. Рисунок 3.

Векторные треугольники перемещений представлены на рис.4 - 6.

Рисунок 4. Рисунок 5. Рисунок 6.

Наиболее эффективно применение векторного способа, основанного на построении векторных треугольников скоростей и перемещений, в тех случаях, когда известны направления векторов ускорения и одной из скоростей (например, начальной). Это относится, в частности, к задачам о движении тепа под действием сипы тяжести.

При движении двух тел (материальных точек), зная их перемещения и относительно некоторой системы отсчета, можно вычислить перемещение второго тепа относительно первого:

. (2.1 5)

Разность скоростей теп (относительная скорость) определяется при этом выражением:

, (2.1 6)

соответствующим закону сложения скоростей Галилея:

, (2.1 7)

где и v2 - скорости первого и второго теп в неподвижной системе отсчета ("неподвижность" системы относительна), - скорость второго тела относительно первого. Векторные треугольник и параллелограммы скоростей, соответствующие формулам (2.1 6) и (2.1 7), представлены на рисунке 7.

Педагогические заметки:

Психолого-педагогические развития мыслительныхопераций у детей 6–7 лет
На основе анализа научной литературы мы выделим ряд психолого-педагогических условий для развития мыслительных операций у детей 6–7 лет с нарушениями зрения. Первым условием развития мыслительных операций у детей 6–7 лет является организация образовательного процесса в ДОУ на основе сочетания разли ...

Образование как открытая общественно-государственная система
Любое общество вне зависимости от воспитания наряду с функ­циями производства и воспроизводства для обеспечения прогрес­сивного развития должно реализовывать и функцию воспитания своих членов. С этой целью оно создает образовательную систему, т.е. комплекс институтов образования. Основным типом инс ...

Особенности электронно-развивающего ресурса по оригами
Для изучения младшими школьниками оригами в игровой форме компанией TeachPro был разработан электронно-образовательный ресурс, который успешно применяется в учебной деятельности. Основные моменты, отличающие данное электронно-развивающее пособие по оригами от подобных продуктов находящихся на прила ...