III.1.1. Sistem de referință. Mișcare și repaus.
Un corp cu dimensiuni neglijabile față de mărimea deplasărilor sau față de distanța la care se află alte corpuri se poate reprezenta printr-un punct numit punct material.
Mobilul este un corp care se poate mișca și care se reprezintă printr-un punct material.
Reperul (corp de referință) este un corp față de care se determină poziția altui corp. El servește la localizarea spațială a unui corp.
Pentru localizarea temporală se folosesc instrumente care măsoară timpul (ceas, cronometru).
Un corp este în stare de mișcare atunci când corpul își schimbă poziția (sau distanța) față de reperul ales.
Un corp este în stare de repaus atunci când corpul nu își schimbă poziția (sau distanța) față de reperul ales.
De exemplu:
Ești în laboratorul de fizică, în bancă, la ora de fizică. În ce stare mecanică te afli, în mișcare sau în repaus ?
Dacă îți alegi ca reper: banca, peretele, tabla etc. ești în stare de repaus, deoarece față de aceste repere, nu îți schimbi distanța.
Dacă îți alegi ca reper: un călător de pe stradă, o pasăre care zboară pe la fereastra, Soarele, Luna etc. ești în stare de mișcare, deoarece față de aceste repere îți schimbi distanța.
Spunem că mișcarea și repausul sunt stări relative, deoarece ele depind de reperul ales. Deci putem fi într-un anumit moment de timp atât în mișcare, cât și în repaus în funcție de reperul ales.
Însă nu putem spune despre un corp că este și în mișcare și în repaus, la un anumit moment și față de același reper.
În tot Universul nu există un corp (reper) absolut fix, pentru că nu există un corp în repaus absolut. Toate corpurile sunt în mișcare unele față de altele, pentru că în realitate, reperul ales se află el însuși în mișcare față de alte repere.
De exemplu eu în mașină sunt în repaus față de ea. Dar mașina se mișcă față de șosea. Șoseaua se mișcă față de Pământ odată cu el. Pământul se mișcă față de propria axă și față de Soare și alte corpuri cerești. Sistemul nostru solar este în mișcare față de Galaxia noastră, Calea Lactee. Galaxia noastră este în mișcare față de celelalte galaxii din Univers.
Dar când studiem mișcarea unui mobil față de un sistem de referință (notat S.R.), considerăm reperul lui fix.
Traiectoria este linia descrisă de un mobil în mișcare față de un reper (linia care se obține prin unirea tuturor punctelor care constituie pozițiile succesive ale mobilului).
Clasificarea traiectoriei:
1. Traiectoria rectilinie este o linie dreaptă.
Exemple:
- Traiectoria mașinii față de sol;
- Mișcarea pistonului unei seringi față de seringă;
- Mișcarea unui alergător la cursa de 100m etc.
2. Traiectoria curbilinie este o linie curbă.
Exemple:
- Traiectoria unei mingii aruncate față de sol;
- Mișcarea unei lămpi roșii fixată pe roata bicicletei etc.
3. Traiectoria circulară este un cerc.
Exemple:
- Traiectoria unei roți față de axul ei (centrul ei);
- Traiectoria unei cabine din parcul de distracții față de axul ei;
- Mișcarea unei lămpi roșii fixată pe roata bicicletei față de ax etc.
4. Traiectoria punctiformă este un punct: .
Exemple:
- Traiectoria oricărui corp față de el însuși.
🔓 Probleme rezolvate
1. Te afli pe bancheta autobuzului care te duce la școală. În ce stare mecanică (mișcare sau repaus) ești față de:
a) Şoferul autobuzului? Față de șofer sunt în repaus, deoarece nu îmi schimb poziția (distanța) față de acesta.
b) Banchetă? Față de banchetă sunt în repaus, deoarece nu îmi schimb poziția față de aceasta.
c) Pământ? Față de Pământ sunt în mișcare, deoarece îmi schimb distanța față de acesta.
d) Mașinile care circulă pe șosea? Față de mașini sunt în mișcare, deoarece îmi schimb poziția față de acestea.
2. Desenează traiectoriile unui punct de pe roata bicicletei tale față de:
a) axul (centrul) roții.
Traiectoria este circulară (cerc):
b) sol (Pământ).
Traiectoria este curbilinie :
