Кинематика. Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, вызывающие это движение

Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, вызывающие это движение.

Механические движение — изменение положения данного тела относительно другого тела или частей тела относительно других частей этого же тела, происходящее с течением времени.

Тело отсчета — тело, относительно которого рассматривается данное механическое движение.

Система отсчета — это система координат, связанная с телом отсчета и снабженная часами.

Материальная точка — тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Траектория — линия, которую описывает материальная точка при своем движении.

Поступательное движение — движение, при котором все точки тела движутся по одинаковым траекториям. В этом случае тело можно считать материальной точкой.

Путь S (м) — расстояние, пройденное телом вдоль траектории движения. Путь — скалярная величина.

Перемещение (м) — вектор, соединяющий начальное и конечное положения материальной точки. Модуль перемещения ï ï — скалярная величина, равная длине этого вектора.

Относительность движения состоит в том, что траектория движения, путь и перемещение зависят от выбора системы отсчета. Следовательно, любое механическое движение относительно.

Скорость — физическая величина, характеризующая быстроту изменения положения тела в пространстве с течением времени.

Средняя скорость перемещения (движения) (м/с) — вектор, равный отношению перемещения материальной точки к времени перемещения D t:

Средняя скорость перемещения направлена вдоль перемещения.

Мгновенная скорость — скорость тела в данный момент времени. Мгновенная скорость равна пределу средней скорости перемещения при неограниченном уменьшении промежутка времени D t. Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения материальной точки.

Средняя путевая скорость v _ср (м/с) равна отношению пути D S к времени движения D t:

.

Закон сложения скоростей. Если тело одновременно участвует в двух движениях со скоростями и , то его результирующая скорость определяется по правилу сложения векторов:

Относительная скорость. Если два тела движутся со скоростями и относительно некоторой системы отсчета, то скорость первого тела относительно второго тела равна:

.

Прямолинейное равномерное движение — движение, при котором тело движется вдоль прямой линии с постоянной по величине скоростью.

Путь при прямолинейном равномерном движении прямо пропорционален времени движения (рис. 1):

S = vt.

Уравнение прямолинейного равномерного движения:

X = X ₀ + v_x t,

где: X – координата тела, X ₀ – начальная координата, v_x – проекция скорости.

Х 0 t, с	t, с	t, с
Зависимость пройденного пути от времени	Зависимость координаты от времени	Зависимость скорости от времени
Рис. 1

Ускорение (м/с²) — величина, равная отношению изменения скорости ко времени этого изменения:

.

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости с течением времени.

Прямолинейное равноускоренное движение — движение тела по прямой линии с постоянным ускорением (рис 2).

Уравнение прямолинейного равноускоренного движения:

где a_x (м/с²), v _{0 x} (м/с), v_x (м/с) — проекции ускорения, начальной и конечной скорости движения.

Если при прямолинейном равноускоренном движении тела направление вектора скорости остается постоянным удобно использовать блок формул:

“+” ¾ при ускоренном движении,

“–” ¾ при замедленном движении.

Графическое представление прямолинейного равноускоренного движения

v t, с	t, с
Зависимость координаты от времени	Зависимость скорости от времени
Рис. 2

Движение тела под действием только силы тяжести называется свободным падением.

При свободном падении возле поверхности Земли тело движется с ускорением g = 9,8 м/с². Если нет специальных оговорок, ускорение свободного падения можно принять равным g» 10 м/с².

Криволинейное движение — это движение тела по криволинейной траектории. При криволинейном движении вектор скорости меняет свое направление. Частным случаем криволинейного движения является движение материальной точки по окружности.

Период Т, (с) – время одного полного оборота тела.

Частота n, (Гц) – количество оборотов в единицу времени.

Угловая скорость w, (рад/с) — быстрота изменения угла поворота.

При равномерном движении по окружности радиуса R с постоянной по величине скоростью материальная точка обладает центростремительным ускорением , характеризующим, быстроту изменения направления вектора скорости . Вектор направлен по радиусу к центру окружности (рис. 3).

	Рис. 3

Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью можно описать следующим блоком формул: