Հիմնական նյութ
Ֆիզիկա
Դասընթաց․ (Ֆիզիկա) > Բաժին 1
Դաս 2: Տեղափոխություն, արագություն և ժամանակ- Վեկտորներ և սկալյար մեծություններ․ ներածություն
- Հաշվարկման համակարգեր․ ներածություն
- Ինչ է տեղափոխությունը
- Վեկտորական և ճանապարհային միջին արագությունների հաշվումը
- Ժամանակամիջոցի որոշումը
- Ժամանակամիջոցի և արագության միջոցով տեղափոխության որոշման օրինակ
- Ակնթարթային ճանապարհային և վեկտորական արագություններ
- Ինչ է վեկտորական արագությունը
- Դիրքի գրաֆիկներ
- Ինչ են դիրքի գրաֆիկները
- Վեկտորական և ճանապարհային միջին արագությունների որոշումը գրաֆիկներից
- Ակնթարթային վեկտորական և ճանապարհային արագությունների որոշումը գրաֆիկներից
© 2023 Khan AcademyՕգտագործման պայմաններԳաղտնիության քաղաքականությունՔուքի (Cookie) ծանուցում
Ինչ է տեղափոխությունը
Շարժման ուսումնասիրությունը կարող է դժվարություններ առաջացնել։ Ճիշտ եզրութաբանություն սովորելը օգտակար կլինի։
Ինչ է դիրքը
Ֆիզիկայում մենք սիրում ենք ճշգրիտ ձևով նկարագրել մարմինների շարժումը։ Իսկապես, ֆիզիկայի յուրաքանչյուր դասագրքի առաջին մի քանի գլուխները նվիրված են մարմնի շարժման ճշգրիտ նկարագրման ձևը սովորեցնելուն։ Շարժման ճշգրիտ նկարագրումը շատ կարևոր է ֆիզիկայի բոլոր թեմաներում։
Բայց մարմնի շարժումը նկարագրելու համար նախ պետք է կարողանանք նկարագրել մարմնի դիրքը ժամանակի կամայական պահին։ Ավելի ճիշտ, մենք պետք է ներկայացնենք դիրքը որևէ հարմար հաշվարկման համակարգում։ Հաճախ որպես հաշվարկման համակարգ օգտագործվում է Երկիրը, և մարմնի դիրքը հաճախ նկարագրում ենք այդ հաշվարկման համակարգի անշարժ մարմինների նկատմամբ։ Օրինակ՝ ուսուցչի դիրքը կարելի է դիտարկել գրատախտակի նկատմամբ (նկար 1)։ Որոշ դեպքերում օգտագործում ենք հաշվարկման համակարգեր, որոնք շարժվում են Երկրի նկատմամբ։ Օրինակ՝ ինքնաթիռում մարդու դիրքը որոշելու համար որպես հաշվարկման համակարգ ընտրվում է ինքնաթիռը, ոչ թե Երկիրը (նկար 2)։
Ինչ է տեղափոխությունը
Եթե մարմինը շարժվում է հաշվարկման համակարգի նկատմանբ, օրինակ՝ ուսուցիչը գրատախտակից աջ է գնում, կամ ուղևորը քայլում է ինքնաթիռի սկզբնամասից դեպի վերջնամասը, ապա մարմնի դիրքը փոփոխվում է։ Ժամանակի ընթացքում մարմնի դիրքի փոփոխության քանակական բնութագիրը տեղափոխության վեկտորն է:
Տեղափոխությունը մարմնի սկզբնական դիրքը վերջնական դիրքին միացնող վեկտորն է։ Այն կարող է մաթեմատիկորեն ներկայացվել հետևյալ հավասարմամբ.
-
Տեղափոխությունը վեկտոր է։ Դա նշանակում է, որ այն ունի ինչպես մեծություն, այնպես էլ ուղղություն, և պատկերվում է որպես սկզբնական դիրքից դեպի վերջնական դիրքն ուղղված սլաք։ Օրինակ՝ դիտարկենք նկար 1-ում ներկայացված ուսուցչի շարժումը գրատախտակի նկատմամբ։
Նկար 1. Ուսուցիչը դասախոսության ընթաքում քայլում է դեպի աջ։ Գրատախտակի նկատմամբ ուսուցչի
Ուսուցչի սկզբնական դիրքը է, իսկ վերջնականը՝ ։ Հետևաբար նրա տեղափոխությունը կարելի է որոշել այսպես՝
։
Այս հաշվարկման համակարգում դրական ուղղությունը ընտրված է դեպի աջ, ուստի ձախ ուղղությունն էլ կլինի բացասական։
Այժմ դիտարկենք նկար 2-ում ներկայացված ուղևորի շարժումն ինքնաթիռի նկատմամբ։
Ուղևորի սկզբնական դիրքը է, իսկ վերջնականը՝ ։ Հետևաբար նրա տեղափոխությունը կարող ենք որոշել այսպես. ։
Ուղևորի տեղափոխությունը բացասական է, քանի որ նա շարժվում է ընտրված դրական ուղղությանը հակառակ:
Միաչափ շարժման մեջ ուղղությունը կարելի է ներկայացնել դրական կամ բացասական նշանով։ Երբ սկսում ես լուծել խնդիրը, նախապես պետք է որոշել, թե որն է դրական ուղղությունը։ Սովորաբար որպես դրական վերցնում են դեպի աջ կամ դեպի վեր ուղղությունը, սակայն այն կարող ես վերցնել ըստ քո նախընտրության։
Ինչ են հեռավորությունն ու անցած ճանապարհը
Ֆիզիկայում օգտագործվում են երկու հասկացություններ՝ հեռավորություն և անցած ճանապարհ։ Կարելի է խոսել երկու կետերի միջև հեռավորության կամ մարմնի անցած ճանապարհի մասին։
Հեռավորությունը երկու դիրքերի միջև տեղափոխության մեծությունն է։ Ուշադրություն դարձրու, որ երկու դիրքերի միջև հեռավորությունը և անցած ճանապարհը տարբեր են։
Անցած ճանապարհը մի դիրքից մեկ այլ դիրք անցնելու ընթացքում հետագծի երկայնքով մարմնի անցած հեռավորությունն է։ Անցած ճանապարհը վեկտորական մեծություն չէ, ուստի այն չունի ուղղություն և չի կարող լինել բացասական։ Օրինակ՝ ուսուցչի անցած ճանապարհը է, իսկ ինքնաթիռի ուղևորինը՝ ։
Կարևոր է իմանալ, որ անցած ճանապարհն ու տեղափոխությունը (այսինքն՝ սկզբնական և վերջնական դիրքերի միջև հեռավորությունը) կարող են մեծությամբ հավասար չլինել։ Մասնավորապես, եթե մարմինը շարժման ընթացքում փոփոխում է ուղղությունը, ապա անցած ճանապարհն ավելի մեծ կլինի, քան սկզբնակետի ու վերջնակետի միջև տեղափոխության մեծությունը։ Լուծված օրինակը տես ստորև։
Ինչն է շփոթեցնում տեղափոխության մեջ
Մարդիկ հաճախ մոռանում են, որ անցած ճանապարհը կարող է տեղափոխության մեծությունից մեծ լինել։ Մեծություն ասելով՝ նկատի ունենք տեղափոխության թվային արժեքը՝ առանց ուղղությունը հաշվի առնելու (այսինքն՝ միայն թիվ և չափման միավոր)։ Օրինակ՝ ուսուցիչը կարող էր բազմաթիվ անգամ աջ ու ձախ քայլել՝ դասախոսության ընթացքում անցնելով 150 մետր ճանապարհ, սակայն ի վերջո կանգնել սկզբնական դիրքից ընդամենը երկու մետր աջ։ Այս դեպքում տեղափոխությունը կլիներ , տեղափոխության մեծությունը՝ , իսկ անցած ճանապարհը՝ ։ Կինեմատիակայում գրեթե միշտ առնչվում ենք ոչ թե անցած ճանապարհի, այլ տեղափոխության և տեղափոխության մեծության հետ։ Կարող ենք ասել այսպես։ Ենթադրենք՝ նշել ես շարժման սկզբնակետը և վերջնակետը։ Տեղափոխությունը նշված երկու կետերի դիրքերի տարբերությունն է և կախված չէ շարժման հետագծից։ Մինչդեռ անցած ճանապարհը երկու կետերի միջև շարժման ընթացքում առաջացած հետագծի ընդհանուր երկարությունն է։
Մարդիկ հաճախ մոռանում են նշել բացասական նշանը, երբ հարկավոր է լինում, տեղափոխության մասին իրենց պատասխանում։ Այսպես հաճախ լինում է, երբ պատահաբար սկզբնական արժեքից հանում են վերջնականը և ոչ թե հակառակը։
Ինչ տեսք ունեն տեղափոխության վերաբերյալ խնդիրների լուծված օրինակները
Օրինակ 1․ Շարժվող չորս մարմինների տեղափոխությունը
4 մարմիններ շարժվում են ստորև ներկայացված տրամագրում պատկերված հետագծերով։ Որպես հորիզոնական սանդղակի չափման միավոր՝ վերցվում է մետրը։ (Նկարի աղբյուրը՝ վերցված և ձևափոխված է Openstax College Physics-ից)
Որքա՞ն է մարմիններից յուրաքանչյուրի տեղափոխությունը։
A մարմինն ունեցել է սկզբնական և վերջնական դիրքեր։ Դրա տեղափոխությունը կարելի է նարկայացնել հետևյալ հավասարումով.
B մարմինն ունեցել է սկզբնական և վերջնական դիրքեր։ Դրա տեղափոխությունը կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարումով.
C մարմինն ունեցել է սկզբնական և վերջնական դիրքեր։ Դրա տեղափոխությունը կարելի է ներկայացնել հետևյալ հավասարումով.
D մարմինն ունեցել է սկզբնական և վերջնական դիրքեր։ Դրա տեղափոխությունը կարելի է նարկայացնել հետևյալ հավասարումով.
Օրինակ 2․ Շարժվող չորս մարմինների անցած ճանապարհը
4 մարմիններ շարժվում են ստորև ներկայացված տրամագրում պատկերված հետագծերով։ Որպես հորիզոնական սանդղակի չափման միավոր՝ վերցվում է մետրը։ (Նկարի աղբյուրը՝ վերցված և ձևափոխված է Openstax College Physics-ից)
Որքա՞ն է մարմիններից յուրաքանչյուրի անցած ճանապարհը։
A մարմինն անցել է ընդհանուր ճանապարհ։
B մարմինն անցել է ընդհանուր ճանապարհ։
C մարմինն անցել է ընդհանուր ճանապարհ։
D մարմինն անցել է ընդհանուր ճանապարհ։
Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։
Առայժմ հրապարակումներ չկան։