यांत्रिक हालचाली. संदर्भ चौकट

यांत्रिकीमधील समस्या सोडवण्यासाठी, अंतराळातील शरीराची स्थिती निश्चित करणे आवश्यक आहे. त्यानंतरच त्याच्या हालचालीचा विचार करता येईल. यासाठी, भौतिकशास्त्र आणि यांत्रिकीमधील संदर्भ प्रणाली आवश्यक आहे - ही एक समन्वय प्रणाली आणि वेळ मोजण्याची पद्धत आहे.

भौतिकशास्त्रातील संदर्भ प्रणालीमध्ये संदर्भ शरीर, संबंधित समन्वय अक्ष आणि वेळ मोजण्यासाठी एक उपकरण समाविष्ट असते. संदर्भ मुख्य भाग हा बिंदू आहे ज्यावरून इतर सर्व बिंदूंची स्थिती मोजली जाते. हे अंतराळात कुठेही निवडले जाऊ शकते. काहीवेळा अनेक संस्था प्रारंभ बिंदू म्हणून निवडल्या जातात.

समन्वय प्रणाली म्हणजे काय? सुरुवातीच्या बिंदूशी संबंधित बिंदूची स्थिती अस्पष्टपणे निर्धारित करणे शक्य करते. अंतराळातील प्रत्येक बिंदू संख्यांशी (एक किंवा अधिक) संबंधित आहे, जे समन्वय अक्षांवर प्लॉट केलेले आहेत.

चेसबोर्डचे उदाहरण आहे. प्रत्येक सेल एक अक्षर आणि संख्या द्वारे नियुक्त केला जातो, अक्षरे एका अक्षावर जातात, संख्या दुसऱ्या बाजूने असतात. त्यांचे आभार, आम्ही आकृतीच्या स्थितीचे स्पष्टपणे वर्णन करू शकतो.

महत्वाचे!अक्ष लॅटिन किंवा ग्रीक अक्षरांद्वारे नियुक्त केले जातात. त्यांच्याकडे सकारात्मक आणि नकारात्मक दिशा आहे.

भौतिकशास्त्रातील समन्वयांचे सर्वात सामान्य प्रकार आहेत:

• आयताकृती, किंवा कार्टेशियन - सरळ रेषेच्या अक्षांमधील कोन, दोन (विमानात) किंवा तीन (त्रिमितीय जागेत) अक्ष वापरले जातात;
• ध्रुवीय - एका विमानावर, जेथे केंद्रापासून अंतर आणि ध्रुवीय अक्ष (ध्रुवीय कोन) शी संबंधित कोन समन्वय म्हणून वापरले जातात;
• दंडगोलाकार - ध्रुवीय पर्यंत विस्तार त्रिमितीय जागा, z अक्ष जोडला जातो, r ला लंब असतो आणि ज्या समतलात ध्रुवीय कोन असतो;
• गोलाकार - त्रिमितीय, दोन कोन आणि केंद्रापासून अंतर वापरले जाते, अशा प्रकारे भौगोलिक आणि खगोलशास्त्रीय समन्वय तयार केले जातात.

इतर अनेक समन्वय पर्याय आहेत. समीकरणे वापरून समन्वयांचे रूपांतर करून तुम्ही एकापासून दुसऱ्याकडे जाऊ शकता.

संदर्भ प्रणाली (FR) च्या संकल्पनेमध्ये वेळ मोजण्यासाठी एक उपकरण समाविष्ट आहे, दुसऱ्या शब्दांत, एक घड्याळ. बिंदूच्या हालचालीचा विचार करणे आवश्यक आहे - कालांतराने त्याच्या स्थितीत बदल.

निवडलेल्या संदर्भ बिंदूशी संबंधित बिंदूच्या स्थितीतील बदलांचे वर्णन गतीच्या समीकरणांद्वारे केले जाते. ते दर्शवतात की बिंदूची स्थिती कालांतराने कशी बदलते.

संदर्भ प्रणालीचे प्रकार

कोणत्या समस्यांचे निराकरण करणे आवश्यक आहे यावर अवलंबून, आपण एक किंवा दुसरी संदर्भ प्रणाली निवडू शकता.

जडत्वीय आणि जडत्व नसलेले

आरएम जडत्वीय आणि जडत्व नसलेले असू शकते. शरीराच्या गतीचा अभ्यास करणारी भौतिकशास्त्राची शाखा, किनेमॅटिक्ससाठी जडत्व संदर्भाची संकल्पना महत्त्वाची आहे.

जडत्व CO आसपासच्या शरीराच्या सापेक्ष स्थिर गतीने सरळ रेषेत हलते. आजूबाजूच्या वस्तूंचा त्यावर परिणाम होत नाही. ती उभी राहिली तर तीही विशेष केसएकसमान रेक्टलाइनर गती. अशा COs मध्ये खालील गुणधर्म आहेत:

• जडत्वाचा संदर्भ बिंदू जो दुसऱ्या जडत्वाच्या संदर्भ बिंदूच्या सापेक्ष हलतो तो देखील जडत्व असेल;
• भौतिकशास्त्राचे सर्व नियम वेगवेगळ्या ISO मध्ये समान रीतीने पार पाडले जातात आणि त्यांचे रेकॉर्डिंगचे समान स्वरूप आहे;
• शास्त्रीय मेकॅनिक्समधील वेगवेगळ्या आयएसओमधील समन्वय आणि वेळ गॅलीलियन ट्रान्सफॉर्मेशनद्वारे जोडलेले आहेत;
• व्ही विशेष सिद्धांतसापेक्षता, त्याऐवजी Lorentz परिवर्तने वापरली जातात आणि गती एका विशिष्ट स्थिरांकापेक्षा जास्त असू शकत नाही (प्रकाश c चा वेग).

जडत्व CO चे उदाहरण हेलिओसेंट्रिक आहे, त्याचे केंद्र सूर्यामध्ये आहे. जमिनीशी जोडलेले CO जडत्व असणार नाही. आपला ग्रह सूर्याभोवती वक्र रीतीने फिरतो, याव्यतिरिक्त, तो सूर्याच्या गुरुत्वाकर्षणाने प्रभावित होतो. तथापि, बर्याच समस्यांसाठी हे प्रवेग आणि सूर्याच्या प्रभावाकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते. ही अशी कार्ये आहेत जिथे "कृतीचे दृश्य" पृथ्वीची पृष्ठभाग आहे. उदाहरणार्थ, जर आपल्याला तोफातून उडवलेल्या प्रक्षेपणाचा वेग शोधायचा असेल तर आपल्याला सूर्याचा प्रभाव आणि पृथ्वीच्या परिभ्रमणात रस नाही.

जड नसलेला CO इतर वस्तूंच्या संपर्कात येतो आणि त्यामुळे प्रवेग सह हलतो. फिरणारे COs देखील जडत्व नसलेले असतात. जड नसलेल्या SO मध्ये, त्यांची पूर्तता होत नाही, परंतु अतिरिक्त शक्तींचा परिचय झाल्यास, ISO प्रमाणेच समीकरणांसह हालचालीचे वर्णन करणे शक्य आहे.

मास सिस्टम आणि प्रयोगशाळेचे केंद्र

यांत्रिकी द्रव्यमानाचे केंद्र (जडत्वाचे केंद्र) प्रणाली देखील वापरते, ज्याला c.c.m असे संक्षिप्त रूप दिले जाते. किंवा s.c.i. अशा संदर्भ चौकटीत अनेक वस्तूंच्या वस्तुमानाचे केंद्र निर्देशांकांचे मूळ म्हणून निवडले जाते. अशा CO मध्ये त्यांच्या आवेगांची बेरीज शून्य असते.

s.c.i लागू करा. बहुतेक वेळा विखुरण्याच्या समस्यांमध्ये. या प्रकारच्या समस्या यांत्रिकी आणि आण्विक भौतिकशास्त्रात सोडवल्या जातात, उदाहरणार्थ, या प्रवेगकांमधील कणांच्या टक्करांच्या समस्या आहेत.

अशा कामांमध्ये, प्रयोगशाळा CO देखील वापरला जातो. हे s.c.i च्या विरुद्ध आहे. LSO मध्ये, इतर कण ज्यावर विखुरलेले आहेत त्या विश्रांतीच्या लक्ष्याशी संबंधित कणांची स्थिती निर्धारित केली जाते.

उपयुक्त व्हिडिओ: जडत्व आणि जडत्व नसलेल्या संदर्भ प्रणाली

गतीची सापेक्षता

आधुनिक संकल्पनांनुसार, परिपूर्ण CO अस्तित्वात नाही.याचा अर्थ असा की शरीराच्या हालचालींचा विचार फक्त इतर शरीरांच्या संबंधात केला जाऊ शकतो. एखादी वस्तू “अजिबात हलते” असे म्हणण्यात काही अर्थ नाही. याचे कारण जागा आणि वेळेचे गुणधर्म आहेत:

• जागा isotropic आहे, म्हणजेच त्यातील सर्व दिशा समान आहेत;
• जागा एकसंध आहे - सर्व बिंदूंमध्ये समान गुणधर्म आहेत;
• वेळ एकसंध आहे - वेळेत कोणतेही विशेष क्षण नाहीत, ते सर्व समान आहेत.

महत्वाचे!न्यूटनच्या काळात असे मानले जात होते की गतीचा निरपेक्ष जागेशी सापेक्ष विचार करणे शक्य आहे आणि नंतर - मॅक्सवेलच्या इलेक्ट्रोडायनामिक्समधील ईथरच्या सापेक्ष. आइन्स्टाईनने विकसित केलेल्या सापेक्षतेच्या सिद्धांताने हे सिद्ध केले की तेथे निरपेक्ष उत्पत्ती असू शकत नाही.

उपयुक्त व्हिडिओ: शरीर निर्देशांक निर्धारित करणे

निष्कर्ष

शरीराच्या हालचालींचा विचार करण्यासाठी भौतिकशास्त्रातील संदर्भ फ्रेम आवश्यक आहेत. ते वेगवेगळ्या प्रकारे निवडले जाऊ शकतात, जसे की विशिष्ट कार्यासाठी अधिक सोयीस्कर आहे, कारण चळवळ सापेक्ष आहे. मेकॅनिक्ससाठी, जडत्व संदर्भ महत्वाचे आहेत - जे इतर शरीराच्या तुलनेत एकसमान आणि सरळ रेषेत हलतात.

« भौतिकशास्त्र - 10वी इयत्ता"

समस्यांचे निराकरण करण्याच्या स्वरूपावर आधारित, यांत्रिकी विभागली गेली आहे किनेमॅटिक्सआणि गतिशीलता.

किनेमॅटिक्स शरीराच्या हालचालींचे वर्णन करते ज्याची कारणे या चळवळीची कारणे ओळखल्याशिवाय.

आपल्या सभोवतालच्या जगाचे निरीक्षण करताना तुमची पहिली गोष्ट जी तुमच्या नजरेत भरते ती म्हणजे त्याची परिवर्तनशीलता. जग गोठलेले नाही, स्थिर आहे. त्यातील बदल खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. परंतु आम्ही तुम्हाला वारंवार कोणते बदल लक्षात घेतो असे विचारल्यास, उत्तर कदाचित स्पष्ट होईल: वस्तूंची स्थिती बदलते(किंवा शरीर, भौतिकशास्त्रज्ञ म्हणतात त्याप्रमाणे) जमिनीशी संबंधित आणि कालांतराने एकमेकांशी संबंधित.

कुत्रा धावत असेल किंवा कार धावत असेल, त्यांच्यासोबत समान प्रक्रिया घडते: जमिनीशी संबंधित आणि तुमच्या सापेक्ष त्यांची स्थिती कालांतराने बदलते. ते फिरत आहेत. स्प्रिंग संकुचित होते, आपण ज्या बोर्डवर बसलात तो वाकतो आणि शरीराच्या विविध भागांची एकमेकांशी संबंधित स्थिती बदलते.

कालांतराने इतर शरीराच्या तुलनेत अंतराळातील शरीराच्या किंवा शरीराच्या काही भागांच्या स्थितीत बदल म्हणतात यांत्रिक हालचाल.

यांत्रिक गतीची व्याख्या साधी दिसते, परंतु ही साधेपणा फसवी आहे. व्याख्या पुन्हा वाचा आणि सर्व शब्द तुम्हाला स्पष्ट आहेत का याचा विचार करा: जागा, वेळ, इतर शरीराच्या सापेक्ष. बहुधा, या शब्दांना स्पष्टीकरण आवश्यक आहे.

जागा आणि वेळ.

जागा आणि वेळ सर्वात जास्त आहे सामान्य संकल्पनाभौतिकशास्त्र आणि... किमान स्पष्ट.

आमच्याकडे जागा आणि वेळ याविषयी सर्वसमावेशक माहिती नाही. परंतु भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासाच्या अगदी सुरुवातीला जे परिणाम आज मिळाले आहेत ते मांडणे अशक्य आहे.

सामान्यत: आपल्याला शासक वापरून अवकाशातील दोन बिंदूंमधील अंतर आणि घड्याळाचा वापर करून वेळेचे अंतर मोजता येणे पुरेसे असते. शासक आणि घड्याळ ही यांत्रिकी आणि दैनंदिन जीवनातील मोजमापांसाठी सर्वात महत्त्वाची उपकरणे आहेत. विज्ञानाच्या सर्व क्षेत्रांतील अनेक घटनांचा अभ्यास करताना अंतर आणि कालांतरांना सामोरे जावे लागते.

"...इतर शरीरांबाबत."

जर यांत्रिक हालचालींच्या व्याख्येचा हा भाग तुमचे लक्ष वेधून गेला असेल तर तुम्हाला सर्वात महत्वाची गोष्ट न समजण्याचा धोका आहे. उदाहरणार्थ, कॅरेज कंपार्टमेंटमध्ये टेबलवर एक सफरचंद आहे. ट्रेन सुटत असताना, दोन निरीक्षकांना (एक प्रवासी आणि त्यांच्यासोबत असलेली एक व्यक्ती) या प्रश्नाचे उत्तर विचारले जाते: सफरचंद हलत आहे की नाही?

प्रत्येक निरीक्षक स्वत: च्या संबंधात सफरचंदच्या स्थितीचे मूल्यांकन करतो. प्रवासी पाहतो की सफरचंद त्याच्यापासून 1 मीटर अंतरावर आहे आणि हे अंतर कालांतराने समान राहते. ज्या व्यक्तीने तुम्हाला प्लॅटफॉर्मवर पाहिले आहे ते पाहते की त्याच्यापासून सफरचंदाचे अंतर कालांतराने कसे वाढते.

प्रवासी उत्तर देतो की सफरचंद यांत्रिक हालचाली करत नाही - ते गतिहीन आहे; परिचारक म्हणतो की सफरचंद हलत आहे.

गतीच्या सापेक्षतेचा नियम:
शरीराच्या हालचालीचे स्वरूप आपण कोणत्या शरीराच्या संबंधात या हालचालीचा विचार करत आहोत यावर अवलंबून असते.

चला यांत्रिक गतीचा अभ्यास सुरू करूया. योग्य मार्गावर जाण्यासाठी मानवतेला सुमारे दोन हजार वर्षे लागली, ज्याचा शेवट यांत्रिक गतीच्या नियमांच्या शोधाने झाला.

यांत्रिक कारणांसह चळवळीची कारणे स्पष्ट करण्यासाठी प्राचीन तत्त्वज्ञांचे प्रयत्न हे शुद्ध कल्पनेचे फळ होते. ज्याप्रमाणे, त्यांनी तर्क केला, एक थकलेला प्रवासी त्याच्या घराजवळ येताच आपली पावले जलद करतो, एक पडणारा दगड पृथ्वीच्या मातेजवळ येताच वेगाने आणि वेगाने जाऊ लागतो. मांजरांसारख्या सजीवांच्या हालचाली त्या काळात दगड पडण्यापेक्षा खूप सोप्या आणि समजण्यासारख्या वाटत होत्या. तथापि, काही चमकदार अंतर्दृष्टी होत्या. तर, ग्रीक तत्वज्ञानीॲनाक्सागोरस म्हणाले की चंद्र, जर तो हलला नाही तर, गोफणीतून पडलेल्या दगडाप्रमाणे पृथ्वीवर पडेल.

तथापि, यांत्रिक गतीच्या विज्ञानाचा खरा विकास महान इटालियन भौतिकशास्त्रज्ञ जी. गॅलीली यांच्या कार्याने सुरू झाला.

किनेमॅटिक्सही यांत्रिकीची एक शाखा आहे जी हालचालींचे वर्णन करण्याच्या पद्धती आणि या हालचालींचे वैशिष्ट्य दर्शविणाऱ्या प्रमाणांमधील संबंधांचा अभ्यास करते.

शरीराच्या हालचालीचे वर्णन करणे म्हणजे कोणत्याही क्षणी अंतराळातील त्याचे स्थान निश्चित करण्याचा मार्ग दर्शवणे.

आधीच पहिल्या दृष्टीक्षेपात, वर्णनाचे कार्य खूप कठीण दिसते. खरं तर, फिरणारे ढग, झाडाच्या फांदीवर डोलणारी पाने पहा. महामार्गावर वेगाने धावणाऱ्या कारच्या पिस्टनच्या जटिल हालचालीची कल्पना करा. चळवळीचे वर्णन कसे करावे?

सर्वात सोपी गोष्ट (आणि भौतिकशास्त्रात आपण नेहमी साध्या ते जटिलकडे जातो) म्हणजे बिंदूच्या हालचालीचे वर्णन करणे शिकणे. एखादा बिंदू समजला जाऊ शकतो, उदाहरणार्थ, एखाद्या हलत्या वस्तूवर ठेवलेल्या लहानशा चिन्हाप्रमाणे - सॉकर बॉल, ट्रॅक्टर चाक इ. जर आपल्याला माहित असेल की असा प्रत्येक बिंदू कसा हलतो (प्रत्येक खूप लहान प्लॉट) शरीर, मग आपल्याला कळेल की संपूर्ण शरीर कसे हलते.

तथापि, जेव्हा तुम्ही म्हणता की तुम्ही 10 किमी स्कीइंग केले आहे, तेव्हा कोणीही निर्दिष्ट करणार नाही की तुमच्या शरीराच्या कोणत्या भागाने 10 किमीचे अंतर व्यापले आहे, जरी तुम्ही कोणत्याही अर्थाने बिंदू नाही. या प्रकरणात त्याचे कोणतेही महत्त्वपूर्ण महत्त्व नाही.

आपण भौतिक बिंदूची संकल्पना सादर करू - वास्तविक शरीरांचे पहिले भौतिक मॉडेल.

साहित्य बिंदू- एक शरीर ज्याचा आकार आणि आकार विचाराधीन समस्येच्या परिस्थितीत दुर्लक्षित केले जाऊ शकते.

संदर्भ प्रणाली.

कोणत्याही शरीराची हालचाल, जसे आपल्याला आधीच माहित आहे, ही सापेक्ष हालचाल आहे. याचा अर्थ असा की चळवळ दिलेले शरीरइतर शरीराच्या संबंधात भिन्न असू शकते. आपल्याला स्वारस्य असलेल्या शरीराच्या गतीचा अभ्यास करताना, ही गती कोणत्या शरीराशी संबंधित आहे हे आपण सूचित केले पाहिजे.

ज्या शरीराशी संबंधित गती मानली जाते त्याला म्हणतात संदर्भाचा भाग.

वेळेनुसार निवडलेल्या संदर्भ बॉडीच्या सापेक्ष बिंदू (बॉडी) च्या स्थितीची गणना करण्यासाठी, आपण केवळ त्याच्याशी समन्वय प्रणाली संबद्ध केली पाहिजे असे नाही तर वेळ मोजण्यात सक्षम देखील असणे आवश्यक आहे. घड्याळ वापरून वेळ मोजली जाते. आधुनिक घड्याळे जटिल उपकरणे आहेत. ते तुम्हाला तेराव्या दशांश स्थानापर्यंत अचूक सेकंदात वेळ मोजण्याची परवानगी देतात. स्वाभाविकच, कोणतेही यांत्रिक घड्याळ अशी अचूकता देऊ शकत नाही. अशा प्रकारे, क्रेमलिनच्या स्पास्काया टॉवरवरील देशातील सर्वात अचूक यांत्रिक घड्याळांपैकी एक राज्य वेळेच्या मानकापेक्षा दहा हजार पट कमी अचूक आहे. जर संदर्भ घड्याळ समायोजित केले नाही तर ते एक सेकंदाने पळून जाईल किंवा तीन लाख वर्षे मागे जाईल. हे स्पष्ट आहे की दैनंदिन जीवनात खूप उच्च अचूकतेसह वेळ मोजण्याची आवश्यकता नाही. परंतु भौतिक संशोधन, अंतराळ विज्ञान, भूगर्भशास्त्र, रेडिओ खगोलशास्त्र आणि हवाई वाहतूक नियंत्रणासाठी, वेळेच्या मापनात उच्च अचूकता आवश्यक आहे. ज्या अचूकतेने आपण वेळेच्या कोणत्याही टप्प्यावर शरीराच्या स्थितीची गणना करू शकतो ते वेळेच्या मापनाच्या अचूकतेवर अवलंबून असते.

संदर्भ मुख्य भाग, संबंधित समन्वय प्रणाली आणि घड्याळाचा संच म्हणतात संदर्भ प्रणाली.

आकृती फेकलेल्या बॉलच्या उड्डाणाचा विचार करण्यासाठी निवडलेली संदर्भ फ्रेम दर्शवते. या प्रकरणात, संदर्भ मुख्य भाग हा घर आहे, समन्वय अक्ष निवडले जातात जेणेकरून चेंडू XOY विमानात उडतो आणि वेळ निश्चित करण्यासाठी स्टॉपवॉच वापरला जातो.

सातव्या इयत्तेच्या भौतिकशास्त्राच्या अभ्यासक्रमापासून आपल्याला लक्षात येते की शरीराची यांत्रिक हालचाल ही इतर शरीरांच्या तुलनेत वेळेनुसार होणारी हालचाल असते. या माहितीच्या आधारे आपण गृहीत धरू शकतो आवश्यक संचशरीराच्या हालचालीची गणना करण्यासाठी साधने.

प्रथम, आपल्याला काहीतरी हवे आहे ज्याच्या विरूद्ध आपण आपली गणना करू. पुढे, आपण या "काहीतरी" च्या सापेक्ष शरीराची स्थिती कशी निश्चित करू यावर सहमत होणे आवश्यक आहे. आणि शेवटी, आपल्याला वेळ कसा तरी रेकॉर्ड करावा लागेल. अशा प्रकारे, विशिष्ट क्षणी शरीर कोठे असेल याची गणना करण्यासाठी, आपल्याला संदर्भ फ्रेमची आवश्यकता आहे.

भौतिकशास्त्रातील संदर्भ फ्रेम

भौतिकशास्त्रातील संदर्भ प्रणाली म्हणजे संदर्भ शरीर, संदर्भ शरीराशी संबंधित समन्वय प्रणाली आणि वेळ ठेवण्यासाठी घड्याळ किंवा इतर उपकरणांचे संयोजन. हे नेहमी लक्षात ठेवले पाहिजे की कोणतीही संदर्भ प्रणाली सशर्त आणि सापेक्ष असते. तुम्ही नेहमी वेगळ्या संदर्भ प्रणालीचा अवलंब करू शकता, ज्याच्या सापेक्ष कोणत्याही चळवळीत पूर्णपणे भिन्न वैशिष्ट्ये असतील.

सापेक्षता हा सामान्यतः एक महत्त्वाचा पैलू आहे जो भौतिकशास्त्रातील जवळजवळ कोणत्याही गणनेमध्ये विचारात घेतला पाहिजे. उदाहरणार्थ, बऱ्याच प्रकरणांमध्ये आपण कोणत्याही वेळी फिरत्या शरीराचे अचूक समन्वय निर्धारित करू शकत नाही.

विशेषतः, आम्ही प्रत्येक शंभर मीटरवर घड्याळे असलेले निरीक्षक ठेवू शकत नाही रेल्वे ट्रॅकमॉस्को पासून व्लादिवोस्तोक पर्यंत. या प्रकरणात, आम्ही अंदाजे ठराविक कालावधीत शरीराचा वेग आणि स्थान मोजतो.

कित्येक शंभर किंवा हजार किलोमीटरच्या मार्गावर ट्रेनचे स्थान निश्चित करताना एक मीटरपर्यंतची अचूकता आमच्यासाठी महत्त्वाची नसते. भौतिकशास्त्रात यासाठी अंदाजे आहेत. असा एक अंदाज म्हणजे "मटेरियल पॉइंट" ची संकल्पना.

भौतिकशास्त्रातील भौतिक बिंदू

भौतिकशास्त्रात, भौतिक बिंदू शरीराचा आकार आणि आकार दुर्लक्षित केले जाऊ शकते अशा परिस्थितीत सूचित करतो. या प्रकरणात, असे गृहित धरले जाते की भौतिक बिंदूमध्ये मूळ शरीराचे वस्तुमान आहे.

उदाहरणार्थ, नोवोसिबिर्स्क ते नोवोपोलोत्स्कपर्यंत विमान उड्डाण करण्यासाठी किती वेळ लागेल याची गणना करताना, विमानाचा आकार आणि आकार आमच्यासाठी महत्त्वाचा नाही. ते कोणत्या वेगाने विकसित होते आणि शहरांमधील अंतर जाणून घेणे पुरेसे आहे. जेव्हा आपल्याला एका विशिष्ट उंचीवर आणि विशिष्ट वेगाने वाऱ्याच्या प्रतिकाराची गणना करायची असते, तेव्हा आपण त्याच विमानाच्या आकार आणि परिमाणांच्या अचूक ज्ञानाशिवाय करू शकत नाही.

जवळजवळ कोणत्याही शरीराला भौतिक बिंदू मानले जाऊ शकते जेव्हा शरीराने व्यापलेले अंतर त्याच्या आकाराच्या तुलनेत मोठे असते किंवा जेव्हा शरीराचे सर्व बिंदू समान रीतीने हलतात. उदाहरणार्थ, दुकानापासून चौकापर्यंत काही मीटरचा प्रवास करणारी कार या अंतराशी तुलना करता येते. परंतु अशा परिस्थितीतही, तो एक भौतिक बिंदू मानला जाऊ शकतो, कारण कारचे सर्व भाग समान रीतीने आणि समान अंतरावर हलविले जातात.

परंतु जेव्हा आम्हाला तीच कार गॅरेजमध्ये ठेवण्याची आवश्यकता असते, तेव्हा ती यापुढे भौतिक बिंदू मानली जाऊ शकत नाही. आपल्याला त्याचा आकार आणि आकार विचारात घ्यावा लागेल. ही उदाहरणे देखील आहेत जेव्हा सापेक्षता विचारात घेणे आवश्यक असते, म्हणजेच आपण विशिष्ट गणना करतो त्या संबंधात.

संदर्भ चौकट- हा शरीरांचा एक संच आहे जो एकमेकांच्या सापेक्ष गतिहीन असतो (संदर्भ शरीर), ज्याच्या संबंधात हालचालींचा विचार केला जातो (त्यांच्याशी संबंधित समन्वय प्रणालीमध्ये) आणि घड्याळे जी वेळ मोजतात (वेळ संदर्भ प्रणाली) जी कोणत्याही शरीराची हालचाल मानली जाते.

गणितीयदृष्ट्या, निवडलेल्या संदर्भ फ्रेमच्या संबंधात शरीराची गती (किंवा भौतिक बिंदू) समीकरणांद्वारे वर्णन केली जाते जी वेळोवेळी ती कशी बदलते हे स्थापित करते. टया संदर्भ प्रणालीमध्ये शरीराची स्थिती (बिंदू) निर्धारित करणारे समन्वय. या समीकरणांना गतीची समीकरणे म्हणतात. उदाहरणार्थ, मध्ये कार्टेशियन समन्वय x, y, z बिंदूची गती समीकरणांद्वारे निर्धारित केली जाते x = f 1 (t) (\displaystyle x=f_(1)(t)), y = f 2 (t) (\displaystyle y=f_(2)(t)), z = f 3 (t) (\displaystyle z=f_(3)(t)).

आधुनिक भौतिकशास्त्रात, कोणतीही हालचाल सापेक्ष मानली जाते आणि शरीराची हालचाल केवळ इतर शरीर (संदर्भाचे मुख्य भाग) किंवा शरीराच्या प्रणालीशी संबंधित मानली पाहिजे. हे सूचित करणे अशक्य आहे, उदाहरणार्थ, चंद्र सर्वसाधारणपणे कसा फिरतो, आपण केवळ त्याची हालचाल निर्धारित करू शकता, उदाहरणार्थ, पृथ्वी, सूर्य, तारे इ.

इतर व्याख्या

दुसरीकडे, पूर्वी असे मानले जात होते की एक विशिष्ट "मूलभूत" संदर्भ प्रणाली आहे, निसर्गाचे नियम रेकॉर्ड करण्याची साधेपणा जी इतर सर्व प्रणालींपासून वेगळी आहे. अशाप्रकारे, न्यूटनने निरपेक्ष जागा ही एक विशिष्ट संदर्भ प्रणाली मानली आणि 19व्या शतकातील भौतिकशास्त्रज्ञांचा असा विश्वास होता की मॅक्सवेलच्या इलेक्ट्रोडायनामिक्सच्या ईथरच्या सापेक्ष प्रणालीला विशेषाधिकार प्राप्त आहे, आणि म्हणूनच त्याला परिपूर्ण संदर्भ फ्रेम (एएफआर) म्हटले गेले. शेवटी, सापेक्षतेच्या सिद्धांताद्वारे विशेषाधिकारित संदर्भ फ्रेमच्या अस्तित्वाबद्दलच्या गृहितकांना नाकारण्यात आले. आधुनिक संकल्पनांमध्ये, संदर्भाची कोणतीही परिपूर्ण फ्रेम अस्तित्वात नाही

यांत्रिक हालचालइतर शरीराच्या तुलनेत अंतराळातील शरीराच्या स्थितीत बदल आहे.

उदाहरणार्थ, एक कार रस्त्याने जात आहे. गाडीत लोक आहेत. रस्त्याच्या कडेने लोक गाडीसह फिरतात. म्हणजेच, लोक रस्त्याच्या सापेक्ष जागेत फिरतात. पण गाडीच्याच सापेक्ष, लोक हलत नाहीत. हे दिसून येते.

यांत्रिक हालचालींचे मुख्य प्रकार:

पुढे हालचाल- ही शरीराची हालचाल आहे ज्यामध्ये त्याचे सर्व बिंदू समान रीतीने हलतात.

उदाहरणार्थ, तीच कार रस्त्यावरून पुढे जाते. अधिक तंतोतंत, कारचे केवळ शरीर भाषांतरित गती करते, तर तिची चाके रोटेशनल गती करतात.

रोटेशनल हालचालएका विशिष्ट अक्षाभोवती शरीराची हालचाल आहे. अशा हालचालीसह, शरीराचे सर्व बिंदू वर्तुळात फिरतात, ज्याचा केंद्र हा अक्ष आहे.

आम्ही नमूद केलेली चाके त्यांच्या अक्षांभोवती फिरतात आणि त्याच वेळी, चाके कारच्या शरीरासह भाषांतरित गती करतात. म्हणजेच, चाक अक्षाच्या सापेक्ष रोटेशनल हालचाल करते आणि रस्त्याच्या सापेक्ष भाषांतरित हालचाल करते.

दोलन गती- ही एक नियतकालिक हालचाल आहे जी आळीपाळीने दोन विरुद्ध दिशेने होते.

उदाहरणार्थ, घड्याळातील पेंडुलम दोलन गती करतो.

ट्रान्सलेशनल आणि रोटेशनल हालचाली हे यांत्रिक हालचालींचे सर्वात सोपे प्रकार आहेत.

ब्रह्मांडातील सर्व शरीरे हलतात, म्हणून अशी कोणतीही शरीरे नाहीत जी पूर्ण विश्रांती घेतात. त्याच कारणास्तव, एखादे शरीर हालचाल करत आहे की नाही हे निर्धारित करणे शक्य आहे की केवळ इतर शरीराच्या सापेक्ष नाही.

उदाहरणार्थ, एक कार रस्त्याने जात आहे. रस्ता पृथ्वी ग्रहावर स्थित आहे. रस्ता अजूनही आहे. त्यामुळे, स्थिर रस्त्याच्या सापेक्ष कारचा वेग मोजणे शक्य आहे. पण रस्ता पृथ्वीच्या सापेक्ष स्थिर आहे. तथापि, पृथ्वी स्वतः सूर्याभोवती फिरते. त्यामुळे गाडीसह रस्ताही सूर्याभोवती फिरतो. परिणामी, कार केवळ अनुवादित गतीच नाही तर घूर्णन गती (सूर्याशी सापेक्ष) देखील करते. परंतु पृथ्वीच्या सापेक्ष, कार केवळ अनुवादात्मक गती करते. हे दाखवते यांत्रिक गतीची सापेक्षता.

यांत्रिक गतीची सापेक्षता- हे शरीराच्या मार्गाचे अवलंबन आहे, प्रवास केलेले अंतर, हालचाली आणि निवडीवर वेग संदर्भ प्रणाली.

साहित्य बिंदू

बर्याच प्रकरणांमध्ये, शरीराच्या आकाराकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते, कारण या शरीराची परिमाणे हे शरीर हलवलेल्या अंतराच्या तुलनेत किंवा या शरीराच्या आणि इतर शरीरांमधील अंतराच्या तुलनेत लहान आहेत. गणना सुलभ करण्यासाठी, अशा शरीराला पारंपारिकपणे एक भौतिक बिंदू मानले जाऊ शकते ज्यामध्ये या शरीराचे वस्तुमान आहे.

साहित्य बिंदूएक शरीर आहे ज्याचे परिमाण दिलेल्या परिस्थितीत दुर्लक्षित केले जाऊ शकतात.

आम्ही अनेकदा उल्लेख केलेल्या कारला पृथ्वीच्या सापेक्ष एक भौतिक बिंदू म्हणून घेतले जाऊ शकते. पण या कारच्या आत जर एखादी व्यक्ती फिरली तर यापुढे कारच्या आकाराकडे दुर्लक्ष करता येणार नाही.

नियमानुसार, भौतिकशास्त्रातील समस्या सोडवताना, आम्ही शरीराच्या हालचालीचा विचार करतो भौतिक बिंदूची हालचाल, आणि भौतिक बिंदूचा वेग, भौतिक बिंदूचा प्रवेग, भौतिक बिंदूची गती, भौतिक बिंदूची जडत्व इत्यादी संकल्पनांसह कार्य करा.

संदर्भ चौकट

भौतिक बिंदू इतर शरीरांच्या सापेक्ष हलतो. ज्या शरीराच्या संबंधात ही यांत्रिक हालचाल मानली जाते त्याला संदर्भ शरीर म्हणतात. संदर्भ मुख्य भागसोडवल्या जाणाऱ्या कार्यांवर अवलंबून अनियंत्रितपणे निवडले जातात.

संदर्भ संस्थेशी संबंधित समन्वय प्रणाली, जे संदर्भ बिंदू (मूळ) आहे. ड्रायव्हिंगच्या परिस्थितीनुसार समन्वय प्रणालीमध्ये 1, 2 किंवा 3 अक्ष असतात. एका रेषेवर (1 अक्ष), समतल (2 अक्ष) किंवा अंतराळातील (3 अक्ष) बिंदूची स्थिती अनुक्रमे एक, दोन किंवा तीन निर्देशांकांद्वारे निर्धारित केली जाते. वेळेच्या कोणत्याही क्षणी अंतराळातील शरीराची स्थिती निश्चित करण्यासाठी, वेळेची गणना सुरू करणे देखील आवश्यक आहे.

संदर्भ चौकटएक समन्वय प्रणाली आहे, एक संदर्भ शरीर ज्याशी समन्वय प्रणाली संबद्ध आहे आणि वेळ मोजण्यासाठी एक उपकरण आहे. शरीराची हालचाल संदर्भ प्रणालीशी संबंधित मानली जाते. भिन्न समन्वय प्रणालींमधील भिन्न संदर्भ संस्थांशी संबंधित समान शरीरात पूर्णपणे भिन्न समन्वय असू शकतात.

हालचालीचा मार्गसंदर्भ प्रणालीच्या निवडीवर देखील अवलंबून असते.

संदर्भ प्रणालीचे प्रकारभिन्न असू शकतात, उदाहरणार्थ, एक निश्चित संदर्भ प्रणाली, एक हलणारी संदर्भ प्रणाली, जडत्व प्रणालीसंदर्भ, जडत्व नसलेली संदर्भ प्रणाली.