Траектория, длина пути, вектор перемещения
ВАШ ПЕРСОНАЛЬНЫЙ МЕНЕДЖЕР: ЗАРИНА Т. (3466) 219-566
СЛОВАРЬ
Модели в механике. Системы отсчёта. Траектория, длина пути, вектор перемещения
Механика – часть физики, которая изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение. Механическое движение – это изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей. Механика, для описания движения использует разные физические модели. Простейшей моделью является материальная точка – тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Под воздействием тел друг на друга тела могут деформироваться, т.е. изменять свою форму и размеры. Поэтому в механике вводится ещё одна модель – абсолютно твёрдое тело. Абсолютно твёрдое тело – тело, которое не подвержено деформации. Любое движение твёрдого тела можно представить как комбинацию поступательного и вращательного движений. Поступательное движение – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению. Вращательное движение — это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения. Положение материальной точки определяется по отношению к какому-либо другому, произвольно выбранному телу, называемому телом отсчета. С ним связывается система отсчета — совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета. В декартовой системе координат, используемой наиболее часто, положение точки А в данный момент времени по отношению к этой системе характеризуется тремя координатами х, y и z или радиусом-вектором r, проведенным из начала системы координат в данную точку (рис. 1).
При движении материальной точки ее координаты с течением времени изменяются. В общем случае ее движение определяется скалярными уравнениями:
эквивалентными векторному уравнению:
Уравнения (1.1) и соответственно (1.2) называются кинематическими уравнениями движения материальной точки. Число независимых координат, полностью определяющих положение точки в пространстве, называется числом степеней свободы. Если материальная точка свободно движется в пространстве, то, как уже было сказано, она обладает тремя поступательными степенями свободы (координаты х, y и z); если она движется по некоторой поверхности, то двумя степенями свободы, если вдоль некоторой линии, то одной степенью свободы. Исключая t в уравнениях (1.1.) и (1.2.), получим уравнение траектории движения материальной точки. Траектории движения материальной точки — линия, описываемая этой точкой в пространстве. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным. Рассмотрим движение материальной точки вдоль произвольной траектории (рис. 1.2). Отсчет времени начнем с момента, когда точка находилась в положении А. Длина участка траектории АВ, пройденного материальной точкой с момента начала отсчета времени, называется длиной пути DS и является скалярной функцией времени:
|
; 
; 
; (1.1.)
. (1.2.)
. Вектор 
, проведенный из начального положения движущейся точки в положение её в данный момент времени, называется перемещением.
