Часть 1. Механика. Тема 1. Кинематика. Лекция 1.1. Механическое движение

Часть 1. Механика

Тема 1. Кинематика

Лекция 1. 1. Механическое движение

Раздел механики, в котором изучают, как движется тело, без выяснения причин, вызвавших это движение, называют кинематикой (от греч. kinema — движение ).

Наиболее простым движением в природе является механическое движение тел.

1. Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Примеров механического движения в окружающем нас мире много: идет пешеход, летит самолёт, плывут облака по небу, едет машина по шоссе, набегают волны на берег и др.

Движение тела мы замечаем по изменению его положения относительно других тел. Но это движение может быть различным по отношению к разным телам. Пусть, например, в автобусе сидит пассажир и держит в руках арбуз. Автобус начал двигаться по шоссе. Относительно пассажира и автобуса положение арбуза не изменилось — он находится в покое, а относительно пешеходов, домов, дороги он начал двигаться вместе с пассажиром и автобусом. Значит, движение и покой относительны.

Для описания движения какого-либо тела необходимо условиться, относительно какого иного тела рассматривается положение данного тела.

Тело , относительно которого рассматривают положение других тел, называют телом отсчёта.

Телами отсчёта могут быть: фонарный столб, светофор, стол, дом. Земля, Солнце и др.

С телом отсчёта связывают систему координат, с помощью которой определяют положение тела в пространстве. В прямоугольной декартовой системе координат (рис. 1. 1) положение точки A определяется тремя координатами ( x; y; z ) или радиус - вектором (его проводят из начала координат O в точку A ).

Координаты движущегося тела с течением времени изменяются. Поэтому для описания движения нужно знать, какому моменту времени соответствует та или иная координата. Для этого необходим прибор, чтобы измерять время, — часы.

Тело отсчёта , связанную с ним систему координат и прибор для измерения времени ( часы ) называют системой отсчёта.

Изучить движение тела — значит уметь находить его положение в пространстве в любой момент времени. В этом и заключается основная задача механики.

Любое тело состоит из множества точек, поэтому, чтобы задать его положение в пространстве, необходимо указать координаты всех его точек. Это сделать чрезвычайно трудно. Однако, если размерами тела можно пренебречь, достаточно изучить движение только одной его точки. Тело в таких случаях считают материальной точкой. Например, изучая движение планет вокруг Солнца, их можно принять за материальные точки.

Одно и то же тело в одних условиях можно считать материальной точкой, а в других — нет. Так, космический корабль при наблюдении его с Земли можно рассматривать как материальную точку. Но космонавт, находящийся в корабле, считать его материальной точкой не может.

Материальная точка — это модель тела, размерами которого можно пренебречь по сравнению с пройденным расстоянием. В дальнейшем вместо термина «материальная точка» часто будут использоваться слова «тело» и «точка».

Тело можно считать материальной точкой и в случае, когда оно движется поступательно.

Поступательным движением называется такое движение, при котором любая прямая, соединяющая две любые точки тела, движется параллельносамой себе.

Так, прямая AB остаётся параллельной самой себе при поступательном движении тела, изображённого на (рис. 1. 2).

При поступательном движении все точки тела движутся одинаково. Поступательно движется кабина лифта, поршни двигателя автомобиля относительно цилиндра.

12 3 4 5 Следующая ⇒