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.
По законам природы в мире ежеминутно происходят события разного характера. Некоторые имеют положительное значение, другие носят отрицательную энергию. Но так устроено, что человек не может ос
Спорт является не только приятным времяприпровождением, но и очень полезным занятием для нашего здоровья. Люди, которые занимаются спортом, реже болеют и обладают прекрасными внешними данными
Белка - летяга очень похожа на обычную белку, но есть существенные различия. Летягой ее назвали, потому что в отличие от обычной белки
Пожалуй, народные песни по праву можно считать древнейшим проявлением композиторского и поэтического искусства, а точнее фольклора – по причине того, что именно представители простого люда пе
Китай – государство, которое расположено в Восточной Азии и находится третьим в списке самых больших стран мира. Оно является единственным государством
30 мая 1672 года в семье московского царя Алексея Михайловича и его жены Натальи Нарышкиной родился сын Пётр. В младенчестве Петр воспитывался нянечками. В четыре года он лишился отца