I.Поступательное движение

Механика –раздел физики, изучающий простейший вид движения - перемещение тел или их частей в пространстве.

Кинематика изучает движение без учета действующих сил. Различают 3 основные вида движения:

- поступательное;

- вращательное;

- колебательное.

1. Кинематика поступательного движения.

Движение тела, при котором любая прямая, соединяющая точки тела, остается параллельной самой себе, называется поступательным.При поступательном движении все точки тела описывают одинаковые траектории движения, имеют одинаковые скорости и ускорения. При этом рассматривают движение материальной точки (МТ).

МТ – тело размерами и формой, которой можно пренебречь в данной задаче. Всякое движение относительно, поэтому надо выбрать систему отсчета. Она включает в себя систему координат и тело отсчета. Тело отсчета – это тело, относительно которого рассматривается движение.

Линия, описываемая точкой при движении, называется траекторией. Часть траектории движения называется путь. Вектор, соединяющий начальную точку траектории сконечной, называется перемещением.

2.Скорость поступательного движения

Скорость поступательного движения - это одна из основных характеристик механического движения.

Положение точки в пространстве может описываться 2-мя способами:

1. Система координат (дает координаты материальной точки);

2. Радиус-вектор определяет положение материальной точки.

Вектор – это физическая величина, имеющая направление в пространстве.Радиус-вектор – это расстояние между данной точкой и началом координат ( )

I. Средняя скорость – это путь пройденный телом за единицу времени

где - путь (приращение пути), м;

- время (изменение времени), с;

_cр - скалярная величина, м/с.

Или через радиус-вектор:

,

где - изменение или приращение радиус-вектора при движении точки, м; –векторная величина, м/с.

II. Мгновенная скорость – это скорость в каждый момент времени, численно равная первой производной от пути по времени:

,

Или от перемещения радиус-вектора по времени:

Вектор скорости направлен по касательной к траектории движения.

III.Ускорение криволинейного движения.

Ускорение – это скорость изменения скорости.

1. Среднее ускорение

где - изменение скорости;

– изменение времени.

2)Мгновенное ускорение – это ускорение в каждый данный момент времени, равно первой производной от скорости по времени:

.

Такие ускорения называются линейными в отличии от угловых ускорений при вращательном движении.

Вектор линейного ускорения, направлен в сторону вогнутости траектории и раскладывается на две составляющие:

1. Касательное - (или тангенциальное - );

2. нормальное - (или центростремительное - ).

Их векторная сумма равна результирующему ускорению:

Так как: ,

где – радиус кривизны траектории движения, (м),

то тогда:

Динамика поступательного движения

1.Основные законы динамики

Слово «динамика» произошло от греческого слова «динамик», что означает «сила». Динамика, рассматривая движение, изучает и причины, вызывающие это движение. В основе динамики лежат законы И.Ньютона.

Первый закон Ньютона (закон инерции) утверждает, что всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока воздействие других тел не выведет его из этого состояния.

Свойство тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения называется инерцией. Свойство тел, заключающееся в невозможности мгновенно изменять свою скорость, называют инертностью.

Количественной мерой инертности является масса.

Согласно второму закону Ньютона ускорение, приобретаемое телом под действием силы, направлено так же, как сила, а по величине пропорционально силе и обратно пропорционально массе тела:

Сила есть физическая величина, количественно характеризующая воздействие тел, в результате которого тела приобретают ускорение и деформацию. Единицей силы в СИ является ньютон. Ньютон (Н) – это сила, которая массе 1 кг сообщает ускорение 1 м/с².

Согласно третьему закону Ньютона два взаимодействующих тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению: .