Типы движений. Механическое движение Какие бывают виды движения цели

Движения человека очень разнообразны, однако все это разнообразие можно свести к небольшому количеству основных типов активности: обеспечение позы и равновесия, локомоция (активное перемещение в пространстве на расстояния, значительно превышающие характерные размеры тела) и произвольные движения.

Поддержание позы у человека обеспечивается теми же физическими мышцами, что и движение, а специализированные тонические мышцы отсутствуют. При «позной» деятельности мышц сила их сокращения обычно невелика, режим близок к изометрическим показателям, а длительность сокращения значительна. В «позный», или постуральный, режим работы мышц вовлекаются преимущественно низкопороговые, медленные и устойчивые к утомлению двигательные единицы.

Одной из основных задач «позной» активности - удержание нужного положения звеньев тела в поле силы тяжести (удержание головы от свисания, голеностопных суставов от тыльного сгибания при стоянии и др.). «Позная» активность может быть направлена и на фиксацию суставов, не принимающих участия в осуществляемом движении. В трудовой деятельности удержание позы бывает связано с преодолением внешних сил.

Типичный пример позы - стояние человека. Сохранение равновесия при стоянии возможно в том случае, если проекция центра тяжести тела находится в пределах опорного контура. Обеспечение устойчивости достигается активной работой многих мышц туловища и ног, причем развиваемая этими мышцами сила невелика. Максимальное напряжение при стоянии развивают мышцы голеностопного сустава, а минимальное напряжение - мышцы коленного и тазобедренного суставов. У большинства мышц активность поддерживается на более или менее постоянном уровне. Другие мышцы активируются периодически. Эта активация связана с небольшими колебаниями центра тяжести тела как в сагиттальной, так и во фронтальной плоскости, постоянно происходящими при стоянии. Мышцы голени противодействуют отклонениям тела, возвращая его в вертикальное положение. Поддержание позы - это активный процесс, осуществляющийся, как и движение, с участием обратных связей от рецепторов. В поддержании вертикальной позы участвуют зрение и вестибулярный аппарат. Важную роль играет и проприорецепция. Поддержание равновесия при стоянии - только частный случай «позной» активности.

К понятию позы примыкает понятие мышечного тонуса. Термин «тонус» многозначен. В покое мышечные волокна обладают тургором, определяющим их сопротивление давлению и растяжению. Это составляет тот компонент тонуса, который не связан со специфической нервной активацией мышцы, обусловливающей ее сокращение. Однако в естественных условиях большинство мышц обычно в некоторой степени активируются нервной системой, в частности, для поддержания позы («позный» тонус). Другой важный компонент тонуса - рефлекторный, определяющийся рефлексом на растяжение. У человека он выявляется по сопротивлению растяжению мышцы при пассивном повороте звена конечности в суставе.

Наиболее распространенной формой локомоции человека является ходьба. Она относится к циклическим двигательным актам, при которых последовательные фазы движения периодически повторяются.

Бег отличается от ходьбы тем, что нога, которая находится позади, отталкивается от опоры раньше, чем другая нога опускается на нее. В результате в беге имеется безопорный период, период полета.

Произвольными движениями в широком смысле могут быть названы самые разные движения, совершаемые как в процессе труда, так и в повседневной жизни.

«Физика - 10 класс»

Какими величинами можно описать механическое движение тела?

Существует несколько способов описания, или, что одно и то же, задания движения точки. Рассмотрим два из них, которые наиболее часто применяются.

Координатный способ.

Будем задавать положение точки с помощью координат. Если точка движется, то её координаты изменяются с течением времени. Так как координаты точки зависят от времени, то можно сказать, что они являются функциями времени.

Математически это принято записывать в виде

Уравнения (1.1) называют кинематическими уравнениями движения точки, записанными в координатной форме.

Если уравнения движения известны, то для каждого момента времени мы сможем рассчитать координаты точки, а следовательно, и её положение относительно выбранного тела отсчёта. Вид уравнений для каждого конкретного движения будет вполне определённым.

Основной задачей кинематики является определение уравнения движения тел.

Количество выбираемых для описания движения координат зависит от условий задачи. Если движение точки происходит вдоль прямой, то достаточно одной координаты и, следовательно, одного уравнения, например, x(t). Если движение происходит на плоскости, то его можно описать двумя уравнениями - x(t) и y(t). Уравнения описывают движение точки в пространстве.

Векторный способ.

Положение точки можно задать, и с помощью радиус-вектора.

Радиус-вектор - это направленный отрезок, проведённый из начала координат в данную точку.

При движении материальной точки радиус-вектор, определяющий её положение, с течением времени изменяется (поворачивается и меняет длину), т. е. является функцией времени:

На рисунке радиус-вектор определяет положение точки в момент времени t 1 , а радиус-вектор 2 - в момент времени t 2 .

Вышеприведенная формула и есть уравнение движения точки, записанное в векторной форме.

Если оно известно, то мы можем для любого момента времени рассчитать радиус-вектор точки, а значит, определить её положение.

Задание трёх скалярных уравнений равносильно заданию одного векторного уравнения.

Итак, мы знаем, что положение точки в пространстве определяется её координатами или её радиус-вектором.

Модуль и направление любого вектора находят по его проекциям на оси координат. Чтобы понять, как это делается, вначале необходимо ответить на вопрос: что понимают под проекцией вектора на ось?

Изобразим ось ОХ. Опустим из начала А и конца В вектора перпендикуляры на ось ОХ. Точки А 1 и В 1 есть проекции соответственно начала и конца вектора на эту ось.

Проекция вектора

Проекцией вектора на какую-либо ось называется длина отрезка А 1 В 1 между проекциями начала и конца вектора на эту ось, взятая со знаком «+» или «-».

Проекцию вектора мы будем обозначать той же буквой, что и вектор, но, во-первых, без стрелки над ней и, во-вторых, с индексом внизу, указывающим, на какую ось проецируется вектор. Так, а х и а у - проекции вектора на оси координат ОХ и OY.

изменение - движение, когда развитие - движение с изменением сохраняется качество предмета качественного состояния предметов

Итак, наряду с понятием «движение» существует понятие «развитие».

Развитие – это необратимое, определенно направленное и закономерное измене­ние материальных и идеальных объектов, при котором возникает нечто принципиально новое по сравнению с прошлыми состояниями.

Итак, существенные характеристики развития:

Новизна, т.е. материальный объект при переходе из одного качественного состояния в другое приобретает такие свойства, которыми ранее не обладал;

Необратимость, т.е. возникшие на том или ином этапе развития системы качественно новые отношения, связи и функции гарантируют, что самопроизвольного возврата системы к исходному уровню не произойдет;

Преемственность, т.е. объект в его новом качественном состоянии сохраняет те или иные элементы старой системы, те или иные стороны ее структурной организации.

Понятия движения и развития нельзя отождествлять. Движение шире развития, оно вбирает в себя развитие. Если развитие – это всегда движение, то не всякое движение является развитием. Простое механическое перемещение предметов в пространстве, конечно, является движением, но это не развитие. Не являются развитием и химические реакции типа окисления.Но вот изменения, происходящие с течением времени с новорожденным ребенком, несомненно, представляют собой развитие. Точно так же развитием являются и изменения, происходящие в обществе на том или ином историческом отрезке.

Таким образом, следует отличать наряду с механическим движением, изменениями по замкнутому циклу и разнонаправленными неупорядоченными изменениями особый тип изменений в виде развития .

Развитие происходит во всех сферах: развивается материальный мир, общество в целом, общественное сознание, духовный мир отдельного человека

Гегель источник развития видел во внутренней противоречивости явлений.

Выделяют три типа развития:

1) переход объекта из качественного состояния одной степени сложности в другое качественное состояние той же степени сложности – так называемое одноплоскостное развитие ;

2) переход объекта из качественного состояния меньшей степени сложности в другое качественное состояние большей степени сложности, переход от менее разнообразного к более разнообразному (Н. Михайловский); от систем, обладающих меньшим количеством информации, к системам с большим ее количеством (А. Урсул)– это так называемое прогрессивное развитие (прогресс ).

3) переход объекта из качественного состояния большей степени сложности в другое качественное состояние меньшей степени сложности, переход от более разнообразного к менее разнообразному, деградация – это так называемое регрессивное развитие (регресс );

Прогресс и регресс не изолированы друг от друга. Всякие прогрессивные изменения сопровождаются регрессивными и наоборот. Направление развития определяется тем, какая из этих двух тенденций является преобладающей в данной ситуации. Так, при всех издержках в развитии культуры все же преобладает прогрессивная тенденция. В развитии же экологической ситуации в мире – регрессивная тенденция, которая, по мнению многих известных ученых, достигла критической отметки и может стать доминантой во взаимодействии общества и природы.

Движение мира может быть представлено следующим образом: развитие материи и сознания, рассматриваемое в целом, отличается безусловной прогрессивной направленностью, восхождением от низшего к высшему. Оно есть бесконечное движение по восходящей линии, движение противоречивое, включающее в себя отступления, возвращение назад. Однако в целом это движение от простых форм к формам более сложным, от систем примитивных к высокоорганизованным.

Движение многообразно. Мы выделили различные уровни организации материи: неорганическая природа; органическая природа; социум (общество), - естественно предположить, что движение материи на разных уровнях ее организации обладает некоторыми особенностями. В соответствии с определенным уровнем организации материи выделяют формы движения материи.

Каждому уровню организации материи соответствует своя форма движения:

1. На уровне неорганической природы :

- механическое движение - пространственные перемещения тел. Обыденное сознание под движением понимает именно это. В философии механическое движение относят к самой простой форме. Строго говоря, механическая форма движения материи не связана с каким-либо отдельно взятым структурным уровнем организации материи, это взаимодействия, присущие всем уровням. Носителем этой формы движения может выступать любое тело;

- физическое движение - превращения элементарного и субэлементарного уровней материи в микромире (движение элементарных частиц и полей), сильные, слабые, электромагнитные, гравитационные взаимодействия, тепловые процессы, звуковые колебания, планетарное движение, изменения космических систем (мегамир);

- химическое движение - превращение атомов и молекул;

- геологические формы движения материи - движение земной коры.

2. В живой природе :

- биологическая форма движения - обмен веществ, процессы отражения, само­регуляции и воспроизводства экологических систе­м.

3. На общественном уровне :

- социальная форма движения материи - многообразные формы деятельности людей, взаимодействие между людьми в обществе.

Формы движения материи связаны между собой, можно выделять более сложные и простые, которые находятся в единстве и взаимно влияют друг на друга.

Взаимосвязь форм движения материи:

1. Более простая форма является фундаментом более сложной. Так, в особенностях взаимодействия элементарных частиц заложены определенные предпосылки для развертывания более сложных форм движения. Существуют т.н. мировые константы, которые определяют характер действия законов тяготения, электромагнетизма, сильных и слабых взаимодействий, управляющих превращениями элементарных частиц и образованиями из них более сложных материальных систем. Эти константы удивительным образом подогнаны друг к другу, причем так, что позволяют сформироваться более сложным формам движения материи из простых. Например, константа электромагнитных взаимодействий, т.н. «постоянная тонкой структуры» не позволяет электронам падать на ядро или улетать с орбиты. Если бы по значению эта константа была бы другой, то она не позволяла бы в нашем мире возникнуть более или менее стабильным структурам.

Биологические процессы не возможны без химико-физических процессов. Социальная жизнь невозможна без людей, обладающих биологическими телами,

На основании такой связи между низшими и высшими формами в современной науке сформировался «антропный принцип»: мир устроен таким образом, что он в принципе допускает возможность появления человека как закономерного итога эволюции материи. Т.е. человек и разум обусловлены свойствами целого нашей Вселенной. Социальная форма движения является космически закономерным феноменом.

2. Однако высшие формы движения материи обладают своей спецификой и несводимы к менее сложным. Позиция, которая утверждает обратное, называется редукционизмом. В 19 в. известный социолог Мальтус утверждал, что в решении многих социальных проблем: например, бедности, голода, - известную роль играют такие природные и демографические факторы, как эпидемии, стихийные бедствия, войны. Они «выкашивают» биологически менее приспособленных людей и, тем самым, увеличивают количество материальных благ на душу оставшегося населения. Человеческая история опровергает это учение. Периоды после войн, как правило, самые тяжелые в истории народов. Основной проблемой общества тогда становится восстановление народонаселения. Следовательно, жизнедеятельность общества не может быть объяснена с помощью законов биологии, в частности, закона естественного отбора.

Вполне возможно, что в перспективе будут выделены и другие основные формы движения. Уже сейчас выдвинута гипотеза о существовании информационной и космической его формах. Однако она не получила пока убедительного подтверждения ни на теоретическом, ни на эмпирическом уровне познания.

Если положение данного тела относительно окружающих пред-метов с течением времени изменяется, то данное тело движется. Если положение тела остается неизменным, то тело находится в покое. За единицу времени в механике принимается 1 сек. Под промежутком времени подразумевается число t сек, отделяющих два каких-нибудь последовательных явления.

Наблюдая движение какого-нибудь тела, часто можно видеть, что движения различных точек тела различны; так при качении колеса по плоскости центр колеса движется по прямой линии, а точка, лежащая на окружности колеса, описывает кривую (циклоиду) ; пути, пройденные этими двумя точками за одно и то же время (за 1 оборот), также различны. Поэтому изучение движения тела начинают с изучения движения отдельной точки.

Линия, описываемая движущейся точкой в пространстве, называется траекторией этой точки.

Прямолинейным движением точки называется такое движение, траектория которого —прямая линия .

Криволинейное движение — это движение, траектория которого не является прямой линией.

Движение определяется направлением, траекторией и пройденным за определенный промежуток времени (период) путем.

Равномерным движением точки называется такое движение, при котором отношение пройденного пути S к соответствующему промежутку времени сохраняет постоянную величину для любого промежутка времени, т. е.

S/t = const (постоянная величина).(15)

Это постоянное отношение пути ко времени называется скоростью равномерного движения и обозначается буквой v. Таким образом, v= S/t. (16)

Решая уравнение относительно S, получим S = vt , (17)

т. е. величина пути, пройденного точкой при равномерном движении, равна произведению скорости на время. Решая уравнение относительно t, находим, что t = S/v ,(18)

т. е. время, в течение которого точка при равномерном движении проходит данный путь, равно отношению этого пути к скорости движения.

Эти равенства являются основными формулами равномерного движения. По этим формулам определяется одна из трех величин S, t, v, когда две других известны.

Размерность скорости v = длина / время = м/сек.

Неравномерным движением называется такое движение точки, при котором отношение пройденного пути к соответствующему промежутку времени не является постоянной величиной.

При неравномерном движении точки (тела) часто удовлетворяются нахождением средней скорости, которая характеризует быстроту движения за данный промежуток времени, но не дает представления о скорости движения точки в отдельные моменты, т. е. об истинной скорости.

Истинная скорость неравномерного движения — это та скорость, с которой движется точка в данный момент.

Средняя скорость движения точки определяется по формуле (15).

Практически часто удовлетворяются средней скоростью, принимая ее как истинную. Например, скорость стола у продольно-строгального станка постоянная, за исключением моментов начала рабочего и начала холостого ходов, но этими моментами в большинстве случаев пренебрегают.

У поперечно-строгального станка, у которого вращательное движение преобразуется в поступательное кулисным механизмом, скорость ползуна неравномерна. В начале хода она равна нулю, затем возрастает до какой-то наибольшей величины в момент вертикального положения кулисы, после чего начинает уменьшаться и к концу хода становится опять равной нулю. В большинстве случаев при расчетах пользуются средней скоростью v ср ползуна, которую принимают как истинную скорость резания.

Скорость ползуна поперечно-строгального станка с кулисным механизмом можно охарактеризовать как равномерно-переменную.

Равномерно-переменное движение — это движение, при котором за одинаковые промежутки времени скорость увеличивается или уменьшается на одинаковую величину.

Скорость равномерно-переменного движения выражается формулой v = v 0 + at, (19)

где v—скорость равномерно-переменного движения в данный момент, м/сек;

v 0 — скорость в начале движения, м/сек; а — ускорение, м/сек 2 .

Ускорением называется изменение скорости в единицу времени.

Ускорение а имеет размерность скорость / время = м / сек 2 и выражается формулой a = (v-v 0)/t. (20)

При v 0 = 0, a = v/t.

Путь, пройденный при равномерно-переменном движении, выражается формулой S= ((v 0 +v)/2)* t = v 0 t+(at 2)/2. (21)

Поступательным движением твердого тел а называется такое движение, при котором всякая прямая, взятая на этом теле, перемещается параллельно самой себе.

При поступательном движении скорости и ускорения всех точек тела одинаковы и в любой точке являются скоростью и ускорением тела.

Вращательным движением называется такое движение, при котором все точки некоторой прямой линии (оси), взятой в этом теле, остаются неподвижными.

При равномерном вращении в равные промежутки времени тело поворачивается на одинаковые углы. Угловая скорость характеризует величину вращательного движения и обозначается буквой ω (омега).

Связь между угловой скоростью ω и числом оборотов в минуту выражается уравнением: ω =(2πn)/60 = (πn)/30 град/сек. (22)

Вращательное движение является частным случаем криволинейного движения.

Скорость вращательного движения точки направлена по касательной к траектории движения и по величине равна длине дуги, пройденной точкой за соответствующий промежуток времени.

Скорость движения точки вращающегося тела выражается уравнением

v = (2πRn)/(1000*60)= (πDn)/(1000*60) м/сек, (23)

где п — число оборотов в минуту; R — радиус окружности вращения.

Угловое ускорение характеризует увеличение угловой скорости в единицу времени. Обозначается оно буквой ε (эпсилон) и выражается формулой ε =(ω - ω 0) / t. (24)

Криволинейное движение тела

Криволинейное движение тела определение:

Криволинейное движение - это вид механического движения, при котором направление скорости изменяется. Модуль скорости может меняться.

Равномерное движение тела

Равномерное движение тела определение:

Если тело за равные промежутки времени проходит равные расстояния, то такое движение называется . При равномерном движении модуль скорости есть постоянная величина. А может меняться.

Неравномерное движение тела

Неравномерное движение тела определение:

Если тело за равные промежутки времени проходит различные расстояния, то такое движение называется неравномерным. При неравномерном движении модуль скорости есть переменная величина. Направление скорости может меняться.

Равнопеременное движение тела

Равнопеременное движение тела определение:

Есть величина постоянная при равнопеременном движении. Если при этом направление скорости не меняется, то получим прямолинейное равнопеременное движение.

Равноускоренное движение тела

Равноускоренное движение тела определение:

Равнозамедленное движение тела

Равнозамедленное движение тела определение:

Когда мы говорим о механическом движении тела, то можно рассмотреть понятие поступательного движения тела.