Кинематика

Кинематика – раздел физики, в котором движение тел рассматривается как таковое, без выяснения причин возникновения и изменения этого движения.

5. Механическое движение.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Описание механического движения происходит в системе отсчета, которая включает в себя:

1) тело отсчета - тело, относительно которого рассматривается движение других тел;

2) систему координат, связанную с ним, для количественного описания положения тела;

3) часы.

Механическое движение и покой относительны (одно и тоже тело относительно одной системы отсчета может двигаться, а относительно другой находиться в покое).

Знать, как движется тело – значит, уметь определять его положение в любой момент времени. В этом состоит основная задача кинематики.

В системе координат проще всего определяется положение точки.

Реальные физические тела можно рассматривать как точки в двух случаях:

• Если размерами тела можно пренебречь по сравнению с рассматриваемыми расстояниями. Такое тело называют материальной точкой.

• Если все точки тела движутся одинаково, тогда для рассмотрения движения тела достаточно выбрать любую его точку. Такое движение называется поступательным.

Траекторией движения тела называется множество точек положений тела в пространстве.

Если известна траектория движения тела, то его движение можно рассматривать в так называемой естественной (криволинейной) системе координат.

Естественная система координат – свод правил, пользуясь которым можно поставить во взаимно однозначное соответствие положение точки и некоторое множество чисел, которые называются координатами данной системы.

Правила, лежащие в основе естественной системы координат.

1. Выбрать кривую, совпадающую с траекторией движения тела.

2. В ыбрать произвольную точку на этой кривой, которая будет являться началом отсчета.

3. Определить единицу масштаба.

4. Выбирать положительную часть кривой и обозначить ее буквой с указанием единицы измерения.

5. Измерить расстояние вдоль кривой в единицах масштаба от начала отсчета до данной точки.

Кривая, совпадающая с траекторией движения тела, с выбранным началом отсчета, единицей масштаба и положительной частью называется естественной осью координат.

Число равное расстоянию, измеренному вдоль естественной оси в единицах масштаба, от начала отсчета до данной точки и взятое со знаком плюс, если точка лежит на положительной части оси, и со знаком минус, если точка лежит на отрицательной части оси, называется естественной координатой.

Обозначение: s

Замечание: Обычно начало отсчета совпадает с начальным положением тела, т. е. отрицательная часть оси отсутствует.

Естественная координата – физическая величина, характеризующая положение тела в пространстве.

Изменение естественной координаты – физическая величина, характеризующая изменение положения тела в пространстве. Ее еще называют пройденным путем. Пройденный путь так же можно определить как расстояние, пройденное вдоль траектории от начального положения тела до его конечного положения.

Δs = s – s₀

, где

s – координата тела в момент времени t (конечная координата);

s₀ – координата тела в момент времени t₀ (начальная координата);

Δs – изменение естественной координаты или путь, пройденный телом за промежуток времени Δt = t – t₀.

Единица измерения координаты и пути в СИ: 1 метр (1м) – длина эталона.

Курвиметр – прибор для измерения пройденного телом пути.

(путь, измеренный курвиметром = длина окружности колеса  число оборотов колеса)

Виды механического движения.

В зависимости от формы траектории различают прямолинейные и криволинейные движения.

Независимо от формы траектории движения делятся на равномерные и неравномерные.