1Šimun Tomas13.7.2008.

MEHANIKA JE DIO FIZIKE KOJI PROUČAVA ZAKONE GIBANJA I MIROVANJA TIJELA, KAO I UZROKE USLIJED KOJIH NASTAJU PROMJENE TIH STANJA. U PRVOJ GODINI GIMNAZIJE UČE SE SADRŽAJI IZMEHANIKE MATERIJALNE TOČKE I KRUTIH TIJELA: - KINEMATIKA - DINAMIKA - STATIKAI IZ MEHANIKE FLUIDA: -HIDROSTATIKA- HIDRODINAMIKA.

MEHANIKA

2

1. KINEMATIKA

KINEMATIKA JE DIO MEHANIKE KOJI PROUČAVA GIBANJE TIJELA NE VODEĆI PRITOM RAČUNA O UZROCIMA GIBANJA, TJ. NE UZIMA U OBZIR MASU TIJELA I SILU KOJA UZROČI GIBANJE.FIZIKALNE VELIČINE U KINEMATICI KOJE OPISUJU GIBANJE TIJELA SU

vrijeme (t), put (s), brzina (v) i akceleracija (a).

3

1.1. GIBANJE Svakodnevno opažamo razna gibanja: automobila, ljudi, zrakoplova, planeta itd. Tijelo se giba kada mijenja položaj u odnosu prema nekom drugom tijelu koje uvjetno miruje (ne postoji apsolutno mirovanje). Umjesto tijela koje ''miruje'‘, za opisivanje gibanja tijela koristi se određeni koordinatni sustav u kojem promatramo gibanje. Taj koordinatni sustav naziva se referentni sustav. Dakle, tijelo se giba kada mijenja svoj položaj prema tom referentnom sustavu. Pri proučavanju gibanja referentni sustav se može vezati uz bilo koje tijelo, ali se najčešće veže uz tlo Zemlje (laboratorij, kabinet). Za primjer ćemo uzeti gibanje automobila u kojem sjedi putnik. Ako se referentni sustav veže za automobil, onda putnik miruje u odnosu na taj referentni sustav. Ako se referentni sustav veže za tlo, onda se putnik giba u odnosu na taj referentni sustav. Iz toga se može zaključiti da je gibanje ili mirovanje tijela relativno, tj. prividno jer ovisi o referentnom sustavu u odnosu na koji se opisuje gibanje.

4

Dakle, materijalna točka je tijelo čije su dimenzije zanemarene pri proučavanju njegova gibanja. Položaj materijalne točke (tijela ) određen je koordinatama ( xA, yA, i zA) u koordinatnom sustavu ili vektorom položaja (radijusvektorom) koji spaja ishodište koordinatnog sustava s materijalnom točkom (slika 1.).

Tijelo, materijalna točkaPri proučavanju nekih gibanja dimenzije tijela se mogu zanemariti, a tijelo (automobil, zrakoplov, bicikl itd.) prikazati jednom točkom (A) čija je masa m.

Slika 1.

Slika 2.

Ar

putanja

y

z

x

AB

C D

Spajanjem niza uzastopnih položaja u prostoru, u kojima je bila materijalna točka, dobiva se putanja (staza).

x

y

z

A

Ar

xAyA

zA

m

Putanja (staza)Za vrijeme gibanja položaj materijalne točke se mijenja (slika 2.).

5

Putanja svojim oblikom može biti

krivocrtna gibanja i pravocrtna gibanja.Prema obliku putanje razlikujemo

krivulja ili pravac.

6

Put (s) Ukupna duljina putanje (staze) koju tijelo prijeđe za vrijeme gibanja naziva se put ( s ).

A

B

sput

7

A

B

Iz jednog mjesta (položaja) u drugo, na primjer iz mjesta A u mjesto B, može se doći različitim putanjama (stazama).

s

s’

putanja (staza)Gibajući se iz mjesta A u mjesto B, tijela će prijeći putove s i s’ koji se međusobno razlikuju, dakle ne ovise isključivo o početnom položaju (A ) i konačnom položaju (B), već i o stazi kojom se tijelo gibalo.

Pomak ( )

Pomak ( ) najkraća je udaljenost između početnog i konačnog položaja tijela bez obzira kojom se stazom tijelo gibalo.

r

r

r

U daljnjim predavanjima put

ćemo označivati znakom s, a pomak znakom . Jedinica za put i pomak je metar, znak m.

r

8

Gibanje tijela, tj. promjenu njegova položaja s vremenom možemo prikazati:- tablično (aritmetički)- grafički (geometrijski)- algebarski (pomoću matematičke formule)Tablični, grafički i algebarski prikaz gibanja pokazat ćemo na primjeru jednoliko pravocrtnog gibanja (jedno od sljedećih predavanja).