17 Пространственно-временные характеристики движений.

Пространственно-временные характеристики. По пространственно-временным характеристикам определят, как изменяется положение и движение человека во времени, как быстро изменяет человек свои положения (скорости) и движения (ускорения).

Скорость точки – пространственно-временная мера движения точки (быстрота изменения ее положения). Она определяется отношением пути ко времени, за которое он был пройден: V = S / t, а точнее по изменению координат во времени. Так как скорость движения человека чаще всего не постоянная, а переменная (движение неравномерное и криволинейное), для разбора упражнений определяют мгновенные скорости, то есть скорости в данный момент времени или в данной точке траектории – своего рода скорости равномерного движения на очень малом отрезке траектории.

Скорость величина векторная, то есть она характеризует – что, куда и как быстро движется. Линейная скорость точки в прямолинейном движении направлении по траектории, то есть вектор скорости совпадает с вектором перемещения. В криволинейном движении вектор скорости направлен по касательной к траектории в каждой рассматриваемой ее точке.

Скорость тела определяют по скорости его точек. При поступательном движении тела линейные скорости всех его точек одинаковы по величине и направлению. При вращательном движении определяют угловую скорость тела, как меру быстроты изменения его углового положения:  = ∆ / ∆t = V / r (рад/с). Отсюда линейная скорость точки вращающегося тела равна произведению угловой скорости на радиус вращения этой точки. Из этого следует, что чем больше расстояние от точки тела до оси вращения, тем больше линейная скорость этой точки.

Скорости сложного движения твердого тела можно определить по линейной скорости любого полюса и угловой скорости вращения тела относительно этого полюса.

Для определения скорости системы тел, изменяющей свою конфигурацию, определяют линейную скорость ОЦТ этой системы, а также скорости (угловые и линейные) отдельных звеньев этой системы.

Ускорение точки – пространственно временная мера изменения движения точки (быстрота изменения движения) – по величине и направлению скорости. Количественно ускорение определяется по изменению скорости точки во времени: a = ∆V /∆t = ∆S / ∆t². ускорение – величина векторная, характеризующая быстроту изменения скорости по ее величине и направлению в данный момент (мгновенное ускорение). В случае криволинейного движения вектор ускорения можно разложить на составляющие: а) касательное (тангенциальное) ускорение, направленное вдоль касательной к траектории в данной точке: a = ∆V /∆t = r*; б) нормальное ускорение, направленное внутрь кривизны перпендикулярно к вектору скорости: а_н = V² / r = ²*r. Касательное ускорение будет положительным, если скорость очки растет и отрицательным, когда скорость уменьшается. Линейному ускорению в поступательном движении соответствует угловое ускорение во вращательном движении.

Угловое ускорение тела определяется как мера изменения быстроты его угловой скорости:  =  / t = ∆² / ∆t. Линейное и угловое ускорения точки связаны, как и скорости точки:  = a / r. И наоборот, a = *r.

Ускорение служит хорошим показателем качества (то есть величины и своевременности) приложенных усилий. Одновременно наиболее авторитетные источники говорят, что ускорение системы тел, изменяющей свою конфигурацию, определяется еще сложнее, чем скорость.