Это основные положения, которые встречаются нигде и в то же время везде. Ведь это база кинематики и ее язык, без которого нельзя начинать изучения кинематики.
Кинематика — раздел механики, в котором движение тела рассматривается без выяснения причин этого движения.
Это значит, что здесь не рассматриваются ни силы, ни законы Ньютона, ни энергии. Здесь играют роль кинематические величины: координата, перемещение, путь, скорость, ускорение и время.
Задача кинематики
Зная закон движения тела, можно определить все кинематические величины, характеризующие движение тела в целом и каждую из его точек.
Попроще: если узнать местоположение, скорость и ускорение тела в какой-то момент времени, то с помощью кинематики можно предсказать положение этого тела в будущем.Так мы узнаем, где оно будет находиться, какую будет иметь скорость и ускорение в любой момент времени.
Основные понятия
Материальная точка — тело, размерами которого можно пренебречь в условиях конкретной задачи. Также, если оно движется поступательно (не совершает колебания или развороты, все точки тела движутся по прямой) или его размеры намного меньше расстояния, которое оно проходит.
Например, машина едет по длинной трассе М7, и пространственные расстояния гораздо больше линейных размеров машины (допустим длина трассы 1000 км, а длина машины 5 м, что в 200 000 раз меньше), и в таком случае машину можно принять за материальную точку.
Система отсчета (СО) — ее вводят для того, чтобы задать положение материальной точки в пространстве. В СО входят: тело отсчета (любое тело), система координат (с одной, двумя или тремя координатами) и часы (начало отсчета времени совпадает с началом движения тела).
Как мы помним, всё в мире относительно и положение тела не является исключением, поэтому для определения положения тела мы должны задать систему отсчёта, относительно которой определяем положение тела или тел.
Перемещение — вектор соединяющий начальное положение тела с конечным. Если тело движется по прямой (то есть, траектория — прямая), то перемещение равно пути. Если тело после движения вернулось в исходную точку, то перемещение равно нулю.
Траектория — траекторией называют линию вдоль которой движется тело. Другими словами траектория — это дорога, по которой едет машина; рельсы, по которым едет поезд; тропинка по которой идет путник.
Путь — длина траектории. То есть, длина линии, вдоль которой движется тело. Измеряется в метрах — м.
Механическое движение — это изменение положения тела в пространстве, относительно других тел с течением времени. По характеру движения различают поступательное, вращательное и колебательное движения.
Поступательное движение — это движение, при котором все точки тела движутся одинаково: не происходит поворотов и вращений тела вокруг своей оси. Любые две точки как будто движутся по двум параллельным рельсам и не сходят с них.
Скорость — векторная величина (помимо величины имеет еще и направление), которая характеризует быстроту движения и показывает, какое перемещение тело совершает за единицу времени. Измеряется в метрах в секунду — м/с.
Также существует средняя скорость. Под средней скоростью обычно понимают среднюю путевую скорость, то есть отношение всего пути на всё время.
Закон движения тела
Первым делом мы вводим систему координат, запускаем секундомером время и определяем координату тела в этой системе координат в начальный момент x0.
Пример:
Координата тела будет равна 71.
Таким образом, зная закон движения тела, можно определить его координату (местоположение), скорость и ускорение в любой момент времени.
Забирай бесплатные уроки по любому предмету ЕГЭ или ОГЭ!