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.
Лыжный спорт является одной популярных зимних спортивных дисциплин. Противопоказаний к занятию почти нет, но есть несколько нюансов:
Василий Андреевич Тропинин занимает особое место в истории изобразительного искусства. Он появился на свет в 1776 году в крестьянской семье. В 1823 году художник получил вольную грамоту
Гуси, уходящие на юг в морщинистые V-образные стаи, возможно, являются классической картиной миграции - ежегодным крупномасштабным движением птиц между их гнездовыми (летними) домами
В современном мире существует огромное множество праздников, которые могут быть посвящены вере, памятным событиям, профессиям и даже семейному положению. Ярким примером одного из новых
С момента строительства Санкт-Петербурга прошло достаточно времени, за это время город обрел свой исторический облик, который стал его визитной карточкой и привлекает множество туристов на пр
За многие годы чай стал довольно популярным напитком, как в России, так и в других странах как ближнего, так и дальнего зарубежья. Под термином «чай» понимается напиток, который получают при