Система отсчета

Материальная точка

Помимо самой системы координат, необходимо разобраться с тем, как рассматривать тело в выбранной системе координат. Тела бывают разные с точки зрения их размеров: от микромира (атомы, молекулы и их составляющие) до макромира: галактики, звездные скопления и пр. Чтобы было удобно использовать характеристики для движения тела, необходимо ввести понятие материальной точки.

Материальной точкой называют тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Если мы рассмотрим поезд, длинный состав целиком, который подходит к станции, то необходимо отметить: поезд по сравнению со станцией никак не может считаться материальной точкой. Ведь размеры поезда очень велики, станции тоже большие. Они сравнимы, а если сравнимы размеры, то ни в коем случае говорить о материальной точке нельзя. А вот если рассмотреть движение поезда, например, из Калининграда во Владивосток, то по сравнению со всем расстоянием, который проходит этот поезд, можно считать его материальной точкой. Это значит пренебрежимо малые размеры в условиях данной задачи. В этом случае очень удобно задавать координаты точки и целиком тела, говорить о том, как это тело движется.

Рассмотрим, как можно определить местоположение тела в пространстве. Как мы уже выяснили, для того чтобы это сделать, нужно знать координаты. Если это одномерное движение (если тело движется вдоль одной прямой по оси Ох), то координата будет одна, обозначаем ее х. Если движение двухмерное, тогда будет две координаты – x и y. Если трехмерное, то три координаты – x, y, z. Такую систему координат называют декартова система. Если тело движется, нам нужно не просто фиксировать координаты, но и отмечать, как они меняются с течением времени.

Становится ясно: для характеристики движения необходимо ввести систему отсчета.

Система отсчета состоит из системы координат, тела отсчета и прибора, измеряющего время.

Рис. 3. Система отсчета на основании декартовой системы координат

В качестве тела отсчета удобнее всего брать материальную точку. Если выбрать систему координат, где тело отсчета будет являться пренебрежимо малым телом, можно говорить, что начало координат совпадает с точкой отсчета. Это и будет система отсчета, используемая наиболее часто. Кроме системы отсчета, в основе которой выбрана декартова система координат, используются и другие, не только прямоугольные координаты, а так называемые полярные координаты (радиус-векторы). Радиус-вектор часто используют в навигации, при определении положения тела на морских просторах.

Дата добавления: 2014-12-08