Системы отсчета. Кинематические характеристики. Виды механического движения

Кинематика - раздел механики, в котором движение изучается без исследования причин его вызвавших.

Основные задачи кинематики: а) Описание с помощью математических формул, графиков, таблиц совершаемого телом движения; б) определения кинематических величин характеризующих движение тела - кинематических характеристик: пройденный путь, перемещение, скорость, ускорение.

Системой отсчета это абсолютно твердое тело, с которым жестко связана система координат, снабженная часами и используемая для определения положения в пространстве исследуемых тел и частиц в различные моменты времени.

Материальная точка - это тело, размерами которого в рассматриваемой ситуации можно пренебречь.

Рассмотрим движение материальной точки в прямоугольной декартовой системе координат, поместив начало координаты в некую неподвижную точку О.

 

	Положение точки А определяется заданием трех координат X, Y и Z. А ее координаты изменяются с течением времени. По этому в общем случае движение будет определено, заданием трех уравнений.
	X = X(t) Y = Y(t) Z = Z(t)	Кинематические уравнения движения точки	(1)
Исключив из уравнения время, получим уравнение линии, движения описываемой движущейся точкой в пространстве и называется траекторией движения.

Траектория - непрерывная линия, которую описывает движущееся тело (рассматриваемое как материальная точка) по отношению к выбранной системе отсчета.

В зависимости от формы траектории движения: а) прямолинейное б) криволинейное, (частный случай – вращательное движение)

Длина участка траектории, пройденной точкой за время rt, называется длиной пути (путь) S. S – величина скалярная.

Путь - расстояние пройденное телом (материальной точкой) вдоль траектории. Уравнение пути: S = f(t) S≥ 0;

Радиус вектор это вектор, начало которого находится в начале координат выбранной системы отсчета, а конец в точке, характеризующей положение рассматриваемого тела в данный момент времени.

Перемещение - вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела. Он проведен от начальной точки к конечной.

Скоростью движения - называют векторную физическую величину, характеризующую быстроту (стремительность) и направление движения.

Средняя скорость – скорость движения точки усредненная в некотором интервале времени, определяется отношением перемещения ко времени, за которое это перемещение произошло.

Мгновенная скорость - скорость в данный момент времени (в данной точке траектории). Мгновенная скорость равна отношению бесконечно малого перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло.

Ускорение - физическая величина, характеризующая скорость (быстроту) изменения скорости.

Относительность движения. Скорость тела во второй системе отсчета равна геометрической сумме скорости тела в первой системе отсчета и скорости первой системы отсчета относительно второй .

Виды движения:

По характеру траектории точек тела: а) поступательное движение - движение, при котором любая прямая, проведенная через тело, остается параллельной сама себе (все точки тела описывают одинаковые траектории); б) не поступательное, частный случай - вращательное движение - движение при котором все точки тела движутся по окружностям различного радиуса, но с одинаковой угловой скоростью.

По характеру движения тела как материальной точки: а) прямолинейное - тело движется вдоль одной прямой; б) криволинейное - тело движется по траектории отличной от прямой; частный случай - движение по окружности.

По характеру изменения скорости: а) равномерное движение - движение с постоянной скоростью; б) неравномерное движение - частный случай - равноускоренной движение.