кінематика вивчає механічний рух частинок без урахування причин, що викликають зміну характеру руху частинок (сил). Закон руху частинок системи вважається заданим. За цим законом в кінематиці визначаються швидкості, прискорення, траєкторії руху частинок системи.
Механічний рух відносно. Рух одного і того ж тіла відносно різних тіл виявляється різним. Для опису руху тіла потрібно вказати, по відношенню до якого тіла розглядається рух. Це тіло називають тілом відліку. Система координат, пов'язана з тілом відліку, і годинник для відліку часу утворюють систему відліку, що дозволяє визначати положення тіла, що рухається в будь-який момент часу.
визначення
Тіло, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати, називається матеріальною точкою. Переміщаючись з часом з однієї точки в іншу, тіло ( матеріальна точка ) Описує деяку лінію, яку називають траєкторією руху тіла.
Якщо всі частини тіла рухаються однаково, тобто будь-яка пряма, пов'язана з рухомим тілом, залишається при русі паралельної сама собі, то такий рух називається поступальним рухом.
Рух, при якому всі точки тіла рухаються по колах, центри яких лежать на одній прямій, називається обертальним рухом.
У загальному випадку тіло при русі описує якусь криву. Такий рух називається криволінійним рухом. Будь-яке криволінійний рух можна уявити як комбінацію поступальних і обертальних рухів.
Закон руху, що задає положення матеріальної точки в просторі в будь-який момент часу, можна визначати або координатним способом, через залежність координат від часу x = x (t), y = y (t), z = z (t), або векторним способом, через залежність від часу радіус-вектора $ \ overrightarrow {r} = \ overrightarrow {r} \ left (t \ right) $, проведеного з початку координат до даної точки (рис. 1.1).
Оскільки радіус-вектор можна представити як лінійну комбінацію базисних векторів системи відліку $ \ \ overrightarrow {i}, \ \ overrightarrow {\ j}, \ \ overrightarrow {k} $, в якій коефіцієнтами служать координати точки, справедливо співвідношення: $ \ overrightarrow {r} \ left (t \ right) = $ x (t) $ \ overrightarrow {i} $ + y (t) $ \ overrightarrow {j} + z (t) \ \ overrightarrow {k} $. Це рівність називається кинематическим рівнянням руху точки у векторній формі.
малюнок 1.1
Визначення положення точки за допомогою координат x = x (t), y = y (t) і z = z (t) і радіус-вектора $ \ overrightarrow {r} \ left (t \ right) $.
$ \ Overrightarrow {r_0 \} $ - радіус-вектор положення точки в початковий момент часу.
Переміщенням тіла $ \ overrightarrow {s} = \ triangle \ overrightarrow {r} = \ overrightarrow {r} - \ overrightarrow {r_0 \} $ називають спрямований відрізок прямий, що з'єднує початкову та кінцеву точки траеткторіі тіла. Переміщення - величина векторна. Пройдений шлях l дорівнює довжині траєкторії, пройденої тілом за деякий час t. Шлях - скалярна величина.
Малюнок 1.2.
Пройдений шлях l і вектор переміщення $ \ overrightarrow {s} $ при крівoлінейном русі тіла. $ A $ і $ b $ - початкова і кінцева точки шляху.
При русі тіла по криволінійній траєкторії модуль вектора переміщення завжди менше пройденого шляху (рис. 1.2).
<
