1.Задачи механики. Естественный и векторный способы описания движения материальной точки (МТ)

Меха́ника— область физики, изучающая движение материальных тел и взаимодействие между ними. Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени. М еханика где? Кинематика

почему? Динамика

Материа́льная то́чка (частица) — простейшая физическая модель в механике — идеальное тело, размеры которого равны нулю, можно также считать размеры тела бесконечно малыми по сравнению с другими размерами или расстояниями в пределах допущений исследуемой задачи. Положение точки относительно тела отсчета можно задавать естественным и векторным способами. Естественный способ описания движения МТ основывается на том что нам известна траектория движения. Зная её мы легко можем найти путь( ), перемеще- ние, скорость( , ускорение . Недостатки: необход начальные сведения о траектории, проблема двух тел. При векторном способе положение частицы по отношению к системе отсчета определяется с помощью радиус-вектора r. Траектория точки годограф вектора r, -геометрическое место концов радиус-вектора. В большинстве случаев траектория невидима и допускает лишь математическое описание. Модуль радиус-вектора равен расстоянию от траектории до начала координат.

2.Основные понятия кинематики. Векторный и координатный способы описания движения материальной точки.

Кинематика -рассматривает движение тел без выяснения причин этого движения. Кинематика-раздел мех., в котором изучается мех движ тел независимо от причин, вызывающих и изменяющих это движ. Тело отсчёта - тело, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого рассматривается движение др тел. Мех движение-изменение положения тел относительно др тел в пространстве с течением времени. Сист отсчёта состоит из тела отсчёта, сист координат и прибора для измерения времени. МТ- тело, размерами которого можно пренебречь в данных усл. Траектория- воображаемая линия, которую опис движущаяся МТ. 1Координатный способ. Это наиболее универсальный и ис­черпывающий способ описания движения. Он предполагает задание: а) системы координат (не обязательно декартовой) q₁, q₂, q₃; б) начало отсчета времени t; в) закона движения точки, т.е. функций q₁(t), q₂(t), q₃(t). Говоря о координатах точки, мы всегда будем иметь в виду ее декартовы координаты. 2. Векторный способ. Положение точки в пространстве может быть определено также и радиус-вектором, проведенным из некоторо­го начала в данную точку (рис. 2). В этом случае для описания дви­жения необходимо задать: а) начало отсчета радиус-вектора r; б) начало отсчета времени t; в) закон движения точки r(t)

????3.Классификация механических движений материальной точки. Основные соотношения кинематики прямолинейного движения.

Классификацию видов движения материальной точки подразделяются на два вида: прямолинейное ( _n = 0) и криволинейное ( _n 0). В зависимости от характера изменения скорости механические движения подразделяются также на два вида: равномерное (| | = const, _t = 0) и неравномерное (| | const и | | const). 1. Прямолинейное движение ( _n = 0) а) Равномерное прямолинейное движение (модуль скорости и направление скорости не изменяются . ; = const. б) Равномерное прямолинейное движение (модуль скорости изменяется на равную величину за любые равные интервалы времени: | | = const, направление скорости не изменяется. 2. Криволинейное движение(движение материальной точки по окружности – простейшее криволинейное движение)а) Равномерное движение материальной точки по окружности (модуль скорости _t не изменяется, но направление скорости изменяется _t 0 изменяется. ; ,т.е. . б) Равнопеременное движение материальной точки по окружности (модуль скорости изменяется, но | | = const _t 0 и направление скорости изменяется

; . Если направления векторов тангенциального ускорения и скорости совпадают– это равноускоренное движение материальной точки по окружности. Если направления векторов тангенциального ускорения и скорости противоположны – это равнозамедленное движение материальной точки по окружности.

4.Кинематика криволинейного движения. Тангенциальное, нормальное и полное ускорения.

Криволинейные движения – движения, траектории которых представляют собой не прямые, а кривые линии. По криволинейным траекториям движутся планеты. Криволинейное движение – это всегда движение с ускорением, даже если по модулю скорость постоянна. Криволинейное движение с постоянным ускорением всегда происходит в той плоскости, в которой находятся векторы ускорения и начальные скорости точки. Частным случаем криволинейного движения – является движение по окружности. Движение по окружности, даже равномерное, всегда есть движение ускоренное: модуль скорости все время направлен по касательной к траектории, постоянно меняет направление, поэтому движение по окружности всегда происходит с центростремительным ускорением. Ускорение – это величина, которая характеризует быстроту изменения скорости. Тангенциальное (касательное) ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль касательной к траектории в данной точке траектории движения. Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю при криволинейном движении. Направление вектора тангенциального ускорения _τ совпадает с направлением линейной скорости или противоположно ему. То есть вектор тангенциального ускорения лежит на одной оси с касательной окружности, которая является траекторией движения тела. Нормальное ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения в данной точке на траектории движения тела. То есть вектор нормального ускорения перпендикулярен линейной скорости движения. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению и обозначается буквой _n. Вектор нормального ускорения направлен по радиусу кривизны траектории. Полное ускорение при криволинейном движении складывается из тангенциального и нормального ускорений по правилу сложения векторов. Направление полного ускорения также определяется правилом сложения векторов: = _τ + _n