Элементы кинематики. Модели в механике. Системы отсчета

Механика – раздел физики, который изучает закономерности механического движения и причины, вызывающие или изменяющие это движение.

Механическое движение – это изменение с течением времени взаимного расположения тел либо их частей.

Механика делится на три раздела: кинематику, динамику и статику.

Кинематика изучает движение тел, не рассматривая причин, которые это движение обуславливают.

Динамика изучает законы движения тел и причины, которые вызывают или изменяют это движение.

Статика изучает законы равновесия тел или системы тел.

Для описания движения тел в механике используются физические модели, простейшими среди которых являются материальная точка и абсолютно твердое тело..

Материальная точка – тело, обладающее массой, размерами которого в условиях конкретной задачи можно пренебречь.

Абсолютно твердое тело – тело, которое ни при каких условиях не может деформироваться, а расстояние между любыми двумя точками этого тела остается постоянным..

Движение тел происходит в пространстве и во времени. Поэтому вводится понятие системы отсчета – совокупность системы координат и часов.

В декартовой системе координат положение точки А в данный момент времени определяется тремя координатами x, y, z или радиусом-вектором , проведенным из начала системы координат в данную точку (рис. 1.1)

Рис. 1.1

Движение материальной точки описывается тремя скалярными уравнениями: x=x(t); y=y(t); z=z(t) (1.1),

эквивалентными векторному уравнению; . (1.2)

Уравнения (1.1) и (1.2) называются кинематическими уравнениями движения материальной точки. Число независимых координат, определяющих положение точки в пространстве, называется числом степеней свободы.

Материальная точка, движущаяся в пространстве, обладает тремя степенями свободы, если вдоль линии – одна степень свободы.

Траектория движения материальной точки – линия, описываемая этой точкой в пространстве.

Рассмотрим движение точки вдоль произвольной траектории АВ (рис. 1.2). Длина участка траектории АВ, пройденного материальной точкой с момента начала отсчета времени, называется длиной пути и является скалярной функцией времени .

Вектор – перемещение.

Рис. 1.2

При прямолинейном движении в одном направлении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории и модуль перемещения равен пройденному пути .

Дата добавления: 2017-01-14