Основные виды механического движения. Виды движения Какие бывают виды движения в физике

Характеристики механического движения. Виды движения.

Механическое движение тел изучается в разделе физики, который называется механикой . Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени .

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

Раздел механики кинематика отвечает на вопрос: «как движется тело?»

Азбука кинематики необходима нам для того, чтобы мы могли:

Выбирать систему отсчета для изучения движения тела;

Упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;

Определять траекторию движения, находить путь;

Различать виды движений.

Чтобы описывать движение, нужно иметь систему отсчета:

- тело отсчета;

- связанную с телом отсчета систему координат;

- прибор для измерения времени (часы).

Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени.

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.

Характеристики механического движения:

1.Траектория

3.Перемещение

4.Скорость

5.Ускорение

Линия, по которой движется тело (или материальная точка), называется траекторией движения тела.

Путь , – это длина участка траектории . Путь – скалярная величина.

Перемещением тела (материальной точки) называют вектор, проведённый из начального положения тела в его положение в данный момент времени. Длину направленного отрезка S называют модулем перемещения. Перемещение есть векторная величина.

Скорость равномерного прямолинейного движения – это физическая величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое оно совершено.

Ускорением тела называют векторная физическую векторную величину, равную отношению изменения скорости тела ко времени, за которое это изменение произошло.

Проекция вектора на координатную ось

Виды движения

механическое движение

1. Прямолинейное 5. По окружности

2.Равномерное 3. Неравномерное равномерное

4. Равноускоренное

2. Равномерным механического движения является движение тела вдоль прямой линии с постоянной по модулю и направлению скоростью . При равномерном движении тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути .

3. Неравномерным называется движение , при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути.

Средней скоростью называют отношение полного перемещения, которое совершило тело, ко времени, за которое совершено это перемещение.

Средняя путевая скорость – это отношение полного пути, пройденного телом, ко времени, за которое путь пройден.

Мгновенная скорость – скорость движения тела в данный момент времени, скорость тела в данной точке траектории

4.Равноускоренным называется движение, при котором за любые равные промежутки времени скорость тела увеличивается на одинаковую величину. При равноускоренном движении ускорение тела постоянно.

Четыре возможных случая направленности начальной скорости и ускорения

Графики движения

Прям. Равн. Движ. Прям. Равноуск. Движ.

Механическое движение рассматривают для материальной точки и для твёрдого тела.

Движение материальной точки

Поступательное движение абсолютно твёрдого тела - это механическое движение, в процессе которого любой отрезок прямой, связанный с этим телом, всегда параллелен самому себе в любой момент времени.

Если мысленно соединить прямой две любые точки твёрдого тела, то полученный отрезок всегда будет параллельным себе в процессе поступательного движения.

При поступательном движении все точки тела движутся одинаково. То есть, они проходят одинаковое расстояние за одинаковые промежутки времени и движутся в одном направлении.

Примеры поступательного движения: движение кабины лифта, чашек механических весов, санок, мчащихся с горы, педалей велосипеда, платформы железнодорожного состава, поршней двигателя относительно цилиндров.

Вращательное движение

При вращательном движении все точки физического тела движутся по окружностям. Все эти окружности лежат в плоскостях, параллельных друг другу. А центры вращения всех точек расположены на одной неподвижной прямой, которая называется осью вращения . Окружности, которые описываются точками, лежат в параллельных плоскостях. И эти плоскости перпендикулярны оси вращения.

Вращательное движение встречается очень часто. Так, движение точек на ободе колеса является примером вращательного движения. Вращательное движение описывает пропеллер вентилятора и др.

Вращательное движение характеризуют следующие физические величины: угловая скорость вращения, период вращения, частота вращения, линейная скорость точки.

Угловой скоростью тела при равномерном вращении называют величину, равную отношению угла поворота к промежутку времени, в течение которого этот поворот произошёл.

Время, за которое тело проходит один полный оборот, называется периодом вращения (T) .

Число оборотов, которые тело совершает в единицу времени, называется частотой вращения (f) .

Частота вращения и период связаны между собой соотношением T = 1/f.

Если точка находится на расстоянии R от центра вращения, то её линейная скорость определяется по формуле:

Существует шесть основных видов остеокинетического (произвольного или активного) движения, которое может выполнить сегмент тела (рис. 2.2).

Сгибание представляет собой движение, при котором уменьшается угол между костями, образующими сустав. Примерами этого вида движения является сгибание локтевого сустава, наклон (сгибание) головы вперед во время молитвы, сгибание ноги в коленном суставе (рис. 2.2, а).

Разгибание представляет собой увеличение угла между костями, образующими сустав, при этом происходит распрямление его кинематической цепи. Когда разгибание превышает анатомическое положение, говорят о гиперразгибании (рис. 2.2, б).

Отведение - движение сегмента тела от средней линии тела или от той части тела, к которой он прикреплен. Примерами отведения являются движения рук или ног в стороны (рис. 2.2, в).

Рис. 2.2. Примеры шести основных видов движений:

а - сгибание коленного сустава; б - гиперразгибание тазобедренного сустава; в - отведение рук и ног; г - приведение рук и ног; д - вращение головой и верхней частью туловища;

е - циркумдукция рук (Alter, 1988)

Приведение - это движение, противоположное отведению. Это движение сегмента тела к средней линии тела или к той части тела, к которой он прикреплен. Примером является приведение рук к туловищу (рис. 2.2, г).

Вращение - движение сегмента тела вокруг своей оси. Примером такого движения являются повороты головы из стороны в сторону (рис. 2.2, д).

Циркумдукция представляет собой движение, при котором конец сегмента описывает круг. Циркумдукция нередко является сочетанием сгибания, приведения, разгибания и отведения. Примером являются круговые движения руками (рис. 2.2, е).

Специальные движения. Существует ряд терминов, которые используют для описания определенных специальных видов движений.

Г л а в а 2 . Остеачогия и артрология

Супинация - это направленное наружу вращение предплечья. Таким образом, это движение связано с поворотом ладони вперед (из положения стоя руки по бокам).

Пронация - это направленное вовнутрь вращение предплечья. Это движение используется при повороте дверной ручки или отвертки.

Инверсия - поворот подошвы стопы вовнутрь. Это движение нередко имеет место при растяжении голеностопного сустава.

Эверсия - вращение подошвы стопы наружу.

Существуют и другие виды движений, происходящие в голеностопном и подошвенном суставах: тыльное сгибание, или разгибание стопы назад («взять носки на себя»); сгибание подошвы (носки оттянуть), или подошвенное сгибание.

Два последних вида специальных движений - протракция и ретракция плечевого пояса. В первом случае выполняется направленное вперед движение плеча, лопатки и ключицы. Это движение наблюдается во время выполнения фазы подъема при выжимании в упоре. Ретракция представляет собой направленное назад движение плеча, лопатки и ключицы. Примеры ретракции можно найти в гребле и в стрельбе из лука (оттягивание тетивы).

Передача предметов труда может осуществляться по-разному. При этом возможны три виды движений предметов труда в производственном процессе:

1. последовательное

2. параллельное

3. параллельно-последовательное (смешанное)

При последовательном виде движения вся партия деталей передаётся на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Достоинством этого метода является отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможность их высокой загрузки в течение смены, но производственный цикл при такой организации работы является наибольшим, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях деятельности цеха, предприятия. Последовательный вид движения предметов труда ограничено применятся на предприятиях лёгкой промышленности (чаще применяется на кожевенных заводах).

При параллельном виде движения детали передаются на следующую операцию транспортной партией сразу после окончания её обработки на предыдущей операции. В этом случае обеспечивается наиболее короткий цикл, но возможность применения параллельного вида движения ограничена, т.к. обязательным условием его реализации является равенство или кратность продолжительности выполнения операции. В противном случае возможны перерывы в работе оборудования и рабочих. Эти перерывы тем больше, чем больше разница между продолжительностью отдельных операций. Для уменьшения этих перерывов на предприятиях лёгкой промышленности, где параллельное движение предметов труда особенно широко распространено, применяется синхронизация операций.

При параллельно-последовательном (смешанном) виде движения передача предметов труда организована таким образом, что работа на всех операциях выполняется без перерывов, при этом отдельные детали в партии одновременно обрабатываются на двух или нескольких операциях, что приводит к уменьшению продолжительности обработки всей партии, однако про сравнению с параллельным движением продолжительность обработки партии предметов труда увеличивается в результате того, что часть предметов труда в партии ожидает высвобождения оборудования на следующей операции. Этот вид движения широко применяется на предприятиях лёгкой промышленности и является основой поточной организации производства.

Характеристика потоков в легкой промышленности.

Поточное производство обеспечивает интенсивное использование высокопроизводительного технологического оборудования, экономит трудовые, материальные, энергетические и другие ресурсы. Важными при организации потоков на предприятиях лёгкой промышленности являются следующие условия:

1. специализация на выпуске конкретного вида продукции (или ограниченного числа видов) с использованием соответствующей технологии изготовления.

2. закрепление за потоком на длительный период коллектива рабочих, средств производства(оборудование, транспортные средства, производственные площади).

3. глубокое пооперационное разделение труда с учётом специализации работ и рабочих мест.

4. размещение рабочих мест по ходу технологического процесса.

5. согласование времени выполнения операции с тактом потока (синхронность операций), при этом продолжительность операций либо равна, либо кратна такту потока.

Такт потока- это промежуток времени между двумя выпускаемыми друг за другом с последней операции изделиями.

6. непрерывность движения обрабатываемых предметов труда.

Поточная организация производства обеспечивает рост производительности труда, сокращение продолжительности производственного цикла, увеличение съёма продукции с одного квадратного метра производственной площади и др. Реализация единого для всех операций такта потока регламентирует и координирует функционирование всех рабочих мест и дисциплинирует труд. Одновременно пребывание предметов труда на всех операциях и небольшие однократные запуски (это транспортные партии в потоке) сокращают производственный цикл и незавершённое производство. Расположение оборудования (рабочих мест) в технологической последовательности обеспечивает компактную компановку оборудования и высокое использование производственной площади.

Классификация поточных линий.

В промышленности применяют разнообразные виды поточных линий. В основу классификации поточных линий положены признаки, которые наиболее существенно влияют на их организационное построение:

По степени специализации производства поточные линии подразделяются на:

1. однопредметные

2. многопредметные

Однопредметными называются поточные линии, на которых обрабатываются одни и те же изделия или детали в течение длительного времени.

Многопредметными называются поточные линии, на которых одновременно или последовательно изготавливаются изделия или детали, сходные по конструкции и технологии обработки.

В зависимости от степени синхронизации операций:

1. непрерывнопоточные линии- характеризуются непрерывностью производственного процесса изготовления продукции, т.е. каждая деталь или изделие движется без каких-либо перерывов.

2. на прерывнопоточных (прямоточных) линиях движение детали от начала до конца потока в местах асинхронности прерывается. В этих местах изделия периодически накапливаются и пролёживают определённое время. Скопление этих изделий называется оборотными заделами, которые требуют наличия специальных мест (где положить) или устройств для их размещения.

По способу поддержания ритма:

1. с регламентированным ритмом

2. со свободным ритмом

Ритм работы потока- это показатель, характеризующий постоянство интервалов времени между двумя смежными запусками или выпусками на потоке или его частях.

Регламентированный (принудительный) ритм достигается с помощью определённой скорости конвейера. Поточные линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Для передачи изделий используются чаще всего транспортные средства периодического действия.

По характеру питания рабочих мест:

1. различные потоки с централизованным

2. и децентрализованным запуском

При централизованном запуске весь комплект деталей подаётся на поток из одного пункта. При децентрализованном запуске детали подаются только на те рабочие места, где они обрабатываются.

По особенностям траектории движения предметов труда:

1. прямоточные (могут быть однолинейные, многолинейные, однорядные, многорядные и круговые- когда предметы труда на определённые рабочие места направляются по нескольку раз.)

По положению объектов на поточной линии:

1. стационарно-поточные (рабочие переходят с одного рабочего места на другое рабочее место)

2.передвижно-поточные (передвигается сам предмет труда.)

По степени производственной взаимосвязи операций производственно процесса различают поточные линии:

1. с жёстко связанными

2. с гибко связанными операциями

Поточные линии с жёстко связанными операциями характеризуются наличием только технологических и транспортных заделов. Поточные линии с гибко связанными операциями характеризуются наличием технологических, транспортных, оборотных и резервных заделов, которые позволяют в определённых пределах сократить случайные перерывы в работе поточных линий.

С точки зрения уровня механизации производственным процессом различают:

1. механизированноручные (машины стоят, люди работают)

2.комплексномеханизированные (автоматизированных поточных линий в лёгкой промышленности нет).

Под производственной мощностью понимают максимально возможный выпуск продукции в ассортименте и количественных соотношениях, установленных планом при полном использование производственных площадей и оборудования, применение прогрессивных технологий и передовых методов организации труда и производства. Производственная мощность предприятия рассматривается по всему ассортименту выпускаемой продукции, а в плановом периоде по продукции, предусмотренной к выпуску.

В условиях многоассортиментного производства, когда на одном и том же оборудовании производится несколько видов продукции при определении производственной мощности используется метод приведения ассортимента изделий к одному или нескольким видам однородной продукции, применяемой за единицу. Производственная мощность п\п по определенному виду продукции устанавливается по мощности ведущего(выпускного) цеха(участка).

Производственная мощность отдельных звеньев основного производства должна должна быть пропорциональна (сопряжена) мощности ведущего цикла.

К основным показателям, по которым рассчитывается производственная мощность действующего предприятия относится: нормы времени, нормы производительности оборудования и использования площадей, нормативы обслуживания (оборудования, рабочих мест), полная трудоемкость единицы продукции, нормы продолжительности производственного цикла, нормы продолжительности межремонтных циклов, простоев и другие формируемые в системе плано-предутредит ремонта., нормы продолжительности ремонта оборудования, нормы площадей на одно рабочее место.

Норма площади на одного производственного рабочего и другие составляющие площадей- это совокупность площади непосредственно рабочего места и площадей, обеспечивающих оптимальное выполнение трудовых операций, при соблюдении сан. Норм и правил по эксплуатации оборудования, техники безопасности, эргономики и промышленной эстетики.

После расчета производственной мощности определяется показатель использования производственной мощности (отношение фактического выпуска продукции к среднегодовой мощности данного периода, но не больше 1)

(дальше идет уже другой вопрос, но его можно отнести и к этом, если хватит времени) Завершающим этапом внутрипроизводственного планирования является . Его цель- организация слаженной работы всех звеньев предприятия для обеспечения своевременного выпуска изделий в установленном объеме и ассортименте при наиболее эффективном использовании всех производственных ресурсов.

Важным этапом проектирования основного производства является разработка планов предприятия, которые отображают порядок достижения целей предприятия на рынке товаров и услуг, а также способы, формы и методы достижения этих целей применительно к повседневной деятельности предприятия на различные периоды. Планы носят комплексный характер и охватывают проектирование не только основного производства, но и вспомогательного, а также обслуживающего хозяйства. Планирование представляет собой совокупность экономически обоснованных расчетов показателей производственной деятельности предприятия и подразделений, направленных на выполнение заданий по производству продукции. Одной из важнейших составляющих планирования производства является определение производственной мощности предприятия(цехов, участков).

Под производственной мощностью понимают максимально возможный выпуск продукции в ассортименте и количественных соотношениях, установленных планом при полном использование производственных площадей и оборудования, применение прогрессивных технологий и передовых методов организации труда и производства.

Завершающим этапом внутрипроизводственного планирования является оперативно-производственное планирование . Его цель- организация слаженной работы всех звеньев предприятия для обеспечения своевременного выпуска изделий в установленном объеме и ассортименте при наиболее эффективном использовании всех производственных ресурсов. В процессе оперативно-производственного планирования:

разрабатывается план выпуска продукции предприятием по месяцам года;

выполняются объёмные расчёты загрузки оборудования и площадей;

выбираются календарно-плановые нормативы;

разрабатываются оперативно-календарные планы выпуска и графики производства узлов, деталей цехами, участками по месяцам, неделям, суткам, сменам (а иногда и часовым графикам);

организуется сменно-суточное планирование. Оперативное планирование включает в себя оперативно-календарное планирование и параллельное проведение проверочных объемных расчетов, а также оперативное регулирование (диспетчирование). Оперативно-календарное планирование – это детализация годового плана производства продукции предприятия по срокам запуска-выпуска и срокам выполнения каждого вида продукции, распределение годовых плановых заданий по производственным подразделениям, а также своевременное доведение этих показателей до каждого основного цеха, а внутри его – до каждого производственного участка и рабочего места, до конкретных исполнителей работ. С его помощью разрабатываются сменно-суточные задания, и согласуется последовательность выполнения работ отдельными исполнителями.

Перечень работ по диспетчированию следующий:

1. уточнение суточных, сменных и часовых заданий производственных подразделений. 2. непрерывное наблюдение зза выполнением этих заданий.3. создание условий для бесперебойного, материального и трудового обеспечения производственных подразделений.4. выявление возможных отклонений в производственном процессе и принятие оперативных мер по их предупреждению, т.о. диспетчирование должно носить предупредительный характер.

Задача кинематики состоит в том, чтобы количественно (через уравнения) описать движение любых тел и установить взаимосвязи между величинами, характеризующими движение.

А как это сделать?

Каждое реальное тело в любой момент времени обладает некоторой геометрической формой, определенным образом ориентировано в пространстве и занимает в нем определенное место.

Но и форма, и ориентация в пространстве, и местоположение тела с течением времени могут изменяться.

Например, возьмем воздушный шарик. Шарик можно сжать (изменить его форму), можно повернуть (изменить его ориентацию в пространстве), можно перенести в другое место без изменения формы и ориентации. Изменение формы и (или) объема тела называется деформацией тела .

• Деформация от лат. deformatio - искажение.

При деформации тела изменяются расстояния между его точками.

Изменение ориентации тела в пространстве называется поворотом , а происходящее при этом движение - вращательным движением тела .

Поворот тела наблюдается и при колебательном движении.

Если движение происходит без деформации и поворота тела, его называют поступательным .

• Признак поступательного движения: при поступательном движении прямая, проходящая через любые две точки тела, остается параллельной своему первоначальному положению.

Поступательное движение может быть, как прямолинейным, так и криволинейным. Траектории точек тела, движущегося поступательно, одинаковы между собой - каждая точка повторяет движение любой другой точки тела с некоторым постоянным сдвигом.

В общем случае движение тела представляет собой результат сложения трех движений: деформации, вращения и поступательного движения.

Описать движение тела в общем случае достаточно сложно, необходимы упрощения. Для этого в кинематике используют ряд физических моделей.

• Модель 1.

Если деформация тела незначительная, то ею можно пренебречь. В таких случаях можно использовать модель абсолютно твердого тела - воображаемого тела, которое никогда не деформируется.

• Модель 2.

Если можно пренебречь вращением абсолютно твердого тела (или они нас в данной задаче не интересуют), то достаточно рассмотреть лишь поступательное движение тела. При таком движении все точки тела движутся одинаково, поэтому достаточно изучить движение любой одной точки тела. В таких случаях широко используют модель материальной точки .

Материальной точкой называют тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Именно от поставленной задачи зависит, можно ли считать данное реальное тело материальной точкой. Так, если нас интересует движение крыльев бабочки, ее нельзя рассматривать как материальную точку. В то же время, земной шар можно считать материальной точкой, если интересоваться только движением Земли по орбите вокруг Солнца, а не вращением Земли вокруг своей оси.

Движение материальной точки полностью определено, если задана ее траектория и известно, в какой точке траектории она находится в каждый момент времени.