Основные понятия кинематики

Перейдём к рассмотрению некоторых положений механики. Прежде всего - это так называемые законы кинематики.

Кинематикой называется раздел механики, в котором рассматривается движение тел без учета причин, обусловливающих это движение. Основными понятиями, используемыми в кинематике, являются: механическое движение, равномерное и неравномерное движение, скорость равномерного движения, средняя скорость неравномерного движения, ускорение и ряд других.

Механическим движением называется изменение с течением времени взаимного расположения тел или их частей. Из этого определения следует, что движение некоторого тела, то есть изменение его положения в пространстве, может рассматриваться только относительно других тел, которые называют телами отсчета. Системой отсчета называется совокупность системы координат и часов, связанных с телом отсчета.

Одним из важнейших кинематических параметров является скорость (). Эта величина используется для характеристики быстроты протекания самых разнообразных процессов. Она характеризует быстроту изменения параметров системы (координаты, температура, сила тока, концентрация, социальные и политические параметры и т. д.), показывает изменение численного значения соответствующей величины (параметра) в единицу времени. Соответственно тому, об изменении какого конкретного параметра идет речь, определяется выбор единиц измерения скорости, но размерность величины, стоящей в знаменателе, должна соответствовать размерности времени. Например: м/с, км/ч, ˚С/мин, А/с, моль/(л · с) и т. п.

В механическом движении скорость показывает, как быстро изменяются со временем пространственные координаты материального тела. При этом в зависимости от того, изменяется или не изменяется численное значение скорости со временем, различаются равномерные и неравномерные движения.

Движение называется равномерным, если тело в любые равные промежутки времени D t проходит равные отрезки пути S. Скоростью такого движения называется величина, равная пути, пройденному телом в единицу времени:

V= S/ D t. (3)

Скорость определяется как численным значением, так и направлением в пространстве. Следовательно, скорость в кинематике является векторной величиной.

При неравномерном движении модуль скорости изменяется с течением времени. В этом случае для характеристики движения часто используют понятие средней скорости. Средней скоростью неравномерного движения называется величина, равная скорости такого равномерного движения, при котором тело проходит тот же путь и за то же время, что при рассматриваемом неравномерном движении.

Из приведенного определения средней скорости следует, что формула для ее расчета должна совпадать с формулой (3):

V=S/ D t. (4)

Дата добавления: 2014-12-27