Если положение тел в пространстве по отношению друг к другу изменяется с течением времени, то говорят, что происходит механическое движение.
Такое движение изучает кинематика. Кинематика была выделена в отдельный раздел механики в начале XIX в. в связи с работами А.М. Ампера по анализу движения машин.
Чтобы описать механическое движение, нужно:
Кинематика не рассматривает причины возникновения движения, а только его описание. Причины, вызывающие движение, изучает динамика.
Основные понятия
Пусть в условиях задачи размеры тела можно не учитывать. Тогда такое тело называют материальной точкой.
Пример
Движение планеты по солнечной орбите: планета является материальной точкой.
Вращение планеты вокруг своей оси: планета не является материальной точкой.
При рассмотрении движения выделяют тело отсчета. Относительно этого тела определяется положение других тел. С телом отсчета связывают начало системы координат (обычно обозначается, как точка О).
Наиболее известна декартова система координат, которая состоит из трех взаимно-перпендикулярных осей и начала координат, в котором находится тело отсчета. В систему координат также включают часы для измерения времени.
Соединим начало координат О и некоторую точку М вектором r. Этот вектор называют радиус-вектором точки М.
Основные характеристики механического движения
Законом движения материальной точки называется зависимость ее радиус-вектора от времени.
Пусть положение точки в пространстве задается декартовыми координатами, каждая из которых зависит от времени:
x = x(t), y = y(t), z = z(t).
Предположим, что в начальный момент времени t1 радиус-вектор r1 = r(t1), а в конечный момент времени t2 радиус-вектор r2 = r(t2). Перемещением называется вектор
Dr= r2 - r1 = {x2 – x1, y2 – y1, z2 – z1} .
Пример
Пусть x(t) = cos(t), y(t) = sin(t), z(t) = 0 и заданы t1 = 0, t2 = p .
Тогда
r1 = {1, 0, 0}, r2 = {-1, 0, 0}. Dr= {-2, 0, 0}.
При движении материальная точка описывает непрерывную линию. Эта линия называется траекторией.
В приведенном примере, вычисляя выражение x2 + y2 , можно убедиться, что в траекторией движения является окружность радиуса 1 с центром в начале координат и расположенная в плоскости xOy (точка O является началом координат).
Итак, мы рассмотрели понятие и основные характеристики механического движения.
Механическое движение - это движение объекта под воздействием силы. Существует несколько видов механического движения, включая прямолинейное движение, криволинейное движение, колебательное движение и вращательное движение.
Прямолинейное движение - это движение объекта в одном направлении по прямой линии. Например, автомобиль, движущийся прямо по дороге, является примером прямолинейного движения.
Криволинейное движение - это движение объекта по кривой линии. Например, машина, двигающаяся по изогнутой дороге, или шарик, падающий по траектории, являются примерами криволинейного движения.
Колебательное движение - это движение объекта, который осциллирует вокруг равновесного положения. Например, маятник часов является примером колебательного движения.
Вращательное движение - это движение объекта, который вращается вокруг своей оси. Например, колесо автомобиля, вращающееся вокруг своей оси, является примером вращательного движения.
Основные законы механики, изложенные в работе И. Ньютона, позволяют описать и объяснить механическое движение объектов. Закон инерции гласит, что тело сохраняет свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока на него не действует внешняя сила. Второй закон Ньютона устанавливает связь между силой, действующей на тело, его массой и ускорением, которое оно приобретает под действием этой силы. Третий закон Ньютона утверждает, что каждой действующей силе соответствует одинаковая по величине и противоположно направленная противодействующая сила.
Таким образом, знание основных законов механики и различных видов механического движения помогает предсказывать поведение объектов и проектировать различные механизмы, машины и устройства.
Одной из самых распространенных и востребованных профессий в мире является профессия бухгалтера. Любое предприятие обязано вести расчет доходов и расходов.
Арктическая зона самая таинственная и неизведанная зона земного шара. Здесь бесконечные просторы льда и снега, под которыми и на которых таится много опасного и чудесного
Одним из чудес света является Галикарнасский мавзолей, который располагается на территории современного турецкого города Бодрум. Ранее тут располагалось царство Кария и город Галикарнасс, кот
Выбор профессии – важное решение для каждого человека. Это как выбор пути. В разные эпохи, конечно, отношение к этому было разным. Когда-то считалось, что человек, особенно из «простого» сосл
В современном мире Олимпийские игры проводятся каждые 4 года, где каждые 2 года чередуются зимние и летние игры. Наше общество, как и Древняя Греция, может похвастаться олимпийскими чемпионам
Согласно Конституции, государственная власть в нашей стране разделяется на три независимые ветви (законодательную, исполнительную, судебную), между которыми выстроена система сдержек и против