Основные понятия кинематики

Основная задача кинематики — математически описать, как движется тело, не рассматривая причин его движения.

Механическое движение — изменение взаимного положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

В кинематике часто тело считают материальной точкой для описания его движения. Это позволяет рассматривать движение тела как целого и пренебречь движением его каких-то отдельных частей.

Материальная точка — тело, размерами которого можно пренебречь в данных условиях. Несмотря на пренебрежимые размеры, материальная точка обладает массой.

Тело можно считать материальной точкой обычно в двух случаях:

Если тело движется поступательно. При таком движении отрезок, соединяющий две точки тела, остается параллельным своему изначальному положению

Если расстояние, на которое перемещается тело, гораздо больше, чем его размеры.

Положение материальной точки в пространстве определяется системой координат. Вы знакомы с ней знакомы еще с уроков геометрии.

Система координат — определяет положение тела в пространстве. Она может быть одномерной, двухмерной и трехмерной.

В качестве примера рассмотрим футбольный мяч. Относительно ноги он находится в точке с координатами ( Основная задача кинематики - математически описать, как движется тело, не рассматривая причин его движения. Механическое... , ). В данном случае нога является телом отсчета.

Тело отсчета — выбранное тело, относительно которого определяется положение материальной точки.

Если мы будем фиксировать время и координаты мяча при движении относительно ноги, то можно говорить, что мы рассматриваем мяч в системе отсчета, связанной с ногой.

Система отсчета — совокупность тела отсчета, секундомера и системы координат.

При движении мяч описывает линию, которая называется траекторией.

Путь — длина траектории (не путать с перемещением!)

Перемещение — вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела.

На рисунке путь, пройденный мячом из точки с координатами ( Основная задача кинематики - математически описать, как движется тело, не рассматривая причин его движения. Механическое... , ) в точку с координатами (, ) равен L. Перемещение S направлено из начальной точки ( Основная задача кинематики - математически описать, как движется тело, не рассматривая причин его движения. Механическое... , ) в конечную (, ) и равно расстоянию между этими точками.

Резюме:

Материальная точка — тело, размерами (но не массой!) которого в данных условиях можно пренебречь
Поступательное движение — движение, при котором отрезок, соединяющий две произвольные точки тела, остается параллельным своему изначальному положению
Тело считают материальной точкой 1) при поступательном движении и 2) если перемещение тела значительно превышает его размеры
Для описания движения тела нужна система отсчета — совокупность тела отсчета, системы координат и секундомера
Траектория — линия, которую описывает тело с течением времени, двигаясь из одной точки в другую. Путь — длина траектории. Перемещение — вектор, проведенный из начальной точки положения материальной точки в конечную.