Механіка – розділ фізики в якому вивчається рух і взаємодія тіл.
Механіка – одна з найдавніших наук про природу, наукові основи якої було закладено видатним італійським ученим Галілео Галілеєм (1564 — 1642) та розвинуто Ісааком Ньютоном (1642 – 1727).
Невід’ємною формою існування матерії у Всесвіті є рух. Земля обертається навколо власної осі і навколо Сонця, яке, в свою чергу, разом із усіма тілами Сонячної системи рухається навколо центра Галактики. Частина речовини, яка має певну форму та об’єм (Земля, Сонце, планети, рослини, тварини), усе, що нас оточує, і, нарешті, ми самі – називається фізичними тілами.
Основна задача механіки (ОЗМ) – пізнати закони механічного руху тіл, взаємодій між тілами, передбачати поведінку тіл на основі законів механіки, визначати механічний стан тіла (координати та швидкість руху) в будь-який момент часу.
Механіка у своєму складі має кілька розділів, зокрема кінематику – розділ механіки, який вивчає рух тіл і при цьому не розглядає причин, якими цей рух викликаний.
Тіло, відносно якого розглядають рух усіх інших тіл, про які йдеться в певній задачі, називають тілом відліку. Щоб визначити положення тіла в просторі в даний момент часу, з тілом відліку пов’язують систему координат, яку задають за допомогою однієї, двох або трьох координатних осей (відповідно одновимірну, двовимірну або тривимірну систему координат), і прилад для відліку часу (годинник, секундомір тощо).
Тіло відліку, пов’язані з ним система координат і прилад для відліку часу утворюють систему відліку.
Просторове положення тіла можна одночасно розглядати в різних системах координат, відносно яких воно буде різним.
На практиці зручно обирати таку систему, в якій рух описується найпростіше.
Тіло, розмірами якого за певних умов руху можна знехтувати, називають матеріальною точкою.
Досліджуючи рух астероїда Бенну по орбіті, розміром астероїда можна знехтувати та вважати його матеріальною точкою (а); плануючи спуск на астероїд робота, розмірами астероїда нехтувати не можна (б)
Траєкторією називають уявну лінію в просторі, вздовж якої рухається тіло (точка).
Траєкторія руху Місяця:
а) відносно Землі (геоцентрична система відліку);
б) відносно Сонця (геліоцентрична система відліку)
Шлях – це фізична величина, яка дорівнює довжині траєкторії або довжині її певної ділянки.
Переміщення – це векторна величина, яку графічно подають у вигляді напрямленого відрізка прямої, який з’єднує початкове і кінцеве положення матеріальної точки.
Переміщення вважають заданим, якщо відомі напрямок і модуль переміщення. Модуль переміщення S – це довжина вектора переміщення.
Одиниця модуля переміщення в СІ— метр: [S]=1м
Траєкторія, шлях і переміщення гелікоптера в різних системах відліку
Система відліку «Гелікоптер»:
траєкторія руху точки А— коло;
шлях l— три довжини кола: l=2пR;
модуль переміщення s =0.
Система відліку «Земля»:
траєкторія руху точки А— гвинтова лінія;
шлях l— довжина гвинтової лінії;
модуль переміщення s — висота, на яку піднявся гелікоптер:
s = h.
Механічні рухи тіл можуть бути різноманітні й складні. На малюнку показані приклади поступального а, обертального б та коливального в рухів.
Скориставшись мобільним пристроєм і відповідною програмою, прокладіть траєкторію руху від вибраного вами будинку до школи. Визначте шлях, який при цьому буде подоланий, напрямок і модуль переміщення
Сонячна система знаходиться в русі відносно центру нашої Галактики. Вона переміщується у напрямку до сузір'я Лебедя.
160 0 км/год — швидкість руху точок екватора, зумовлена обертанням Землі нав коло своєї осі.
Близько 110 000 км/год— швидкість руху Землі навколо Сонця, а отже, й усіх нас.
Понад 780 000 км/год— швидкість, із якою Сонячна система (а отже, усі ми) летить у космічному просторі відносно центра Галактики.
Тож з якою швидкістю ми рухаємось? Єдиної відповіді немає — все залежить від системи відліку!