1.1. Основные понятия кинематики

Механическое движение – изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени. Тело, относительно которого рассматривается движение, называется началом отсчета. Покой и движение – понятия относительные.

Для определения положения тела в пространстве через начало отсчета проводятся три взаимно перпендикулярные координатные оси, с одинаковыми масштабами по осям. Совокупность начала отсчета и координатных осей называется системой координат. Система координат и часы, измеряющие время, составляют систему отсчета.

Материальной точкой называется тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. Траекторией материальной точки называется линия, которую она описывает при движении относительно начала отсчета.

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Рисунок 1.1.1.
Координаты точки, радиус-вектор и вектор перемещения

Положение материальной точки в пространстве в любой момент времени можно определить при помощи зависимости координат от времени:  Радиус-вектор – это вектор, соединяющий начало отсчета с положением материальной точки в текущий момент времени, т. е. вектор с проекциями по осям (xyz).

Перемещение – это вектор, проведенный из начального положения материальной точки в конечное. Путь – это длина участка траектории, пройденного материальной точкой за данный промежуток времени. В отличие от перемещения путь – это скалярная величина.

Рисунок 1.1.2.
Путь l и перемещение

Скоростью (мгновенной скоростью) движения называется векторная величина, равная отношению малого перемещения к бесконечно малому промежутку времени, за которое это перемещение производится:
  

Модуль скорости тела можно определить графически – это тангенс угла наклона графика зависимости модуля перемещения тела s от времени t.

По графику скорости можно узнать перемещение тела. Его значение равно площади фигуры, ограниченной графиком скорости, координатной осью и прямыми t = t1 и t = t2.

Рисунок 1.1.3.
Скорость и перемещение.

Иногда в механике также рассматривается средняя скорость, равная отношению пройденного пути ко времени, которое движется тело:
  
Понятие средней скорости оказывается полезным в технике.

Если система отсчета K' движется относительно системы отсчета K со скоростью и проходит при этом расстояние , то перемещение и скорость в системе отсчета K связаны с перемещением и скоростью в системе K' следующими формулами:
  

  

Рисунок 1.1.4.
Сложение перемещений относительно разных систем отсчета.

Ускорением называется векторная величина, равная отношению малого изменения скорости к малому промежутку времени, за который происходило это изменение:
  

При равноускоренном прямолинейном движении ускорение может быть определено по наклону графика скорости.

Рисунок 1.1.5.
Ускорение и скорость.
Вперед


Использованы материалы сайта www.physics.ru