![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Кинематика. Физические основы механикиСтр 1 из 10Следующая ⇒ Физические основы механики
Механика изучает различные механические движения тел и причины, их вызывающие. Механическим движением называют перемещение тела относительно системы отсчета.Т.к. положение тела в пространстве определяют координаты X, Y, Z, то механическое движение есть изменение положения тела в пространстве с течением времени. Для строгого математического описания движения с системой отсчета связывают систему координат. Систему отсчета образуют реальные тела, а система координат является математической абстракцией. Механическое движение имеет относительный характер. Oт выбора системы отсчета зависит форма пути движения. Обычно для составления уравнения движения берут систему отсчета, связанную с Землей или телом, находящимся относительно Земли в покое или равномерном и прямолинейном движении. Такие системы отсчета называют инерциальными. Если система отсчета движется относительно Земли с ускорением, то она называется неинерциальной. В этой системе отсчета не выполняется закон инерции.
Кинематика
Часть механики, где изучается движение тел без выяснения причин, вызывающих это движение, называется кинематикой. По форме, траектории движения разделяются на прямолинейные и криволинейные. Линия, которую описывает тело или материальная точка при своем движении, называется траекторией. Под материальной точкой понимают тело, обладающее массой, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Расстояние, измеряемое вдоль траектории, называют путем. Путь является скалярной величиной. Закон движения тела в пространстве можно задавать разными способами: а) естественный способ, когда относительно системы отсчета – декартовой системы координат – задается траектория движения точки для каждого момента времени t, т.е. задана зависимость
S = f (t), (1)
где S – расстояние, t – время. При этом необходимо указание начала отсчета времени и направления отсчета расстояний (см. рисунок 1);
X
Рисунок 1 б) координатный способ определения движения тела состоит в том, что задаются координаты движущейся точки как функции времени, например, в декартовой прямоугольной системе координат X, Y, Z:
X=X(t), Y=Y(t), Z=Z(t) (2)
Уравнения (2) называют кинематическими уравнениями точки в параметрической форме; в) векторный способ определения движения точки основан на задании ее положения радиус-вектором
A
O
X
Рисунок 2
Вектор перемещения равен геометрической разности радиус-векторов конечного и начального положения точки. Основными кинематическими параметрами являются также скорость и ускорение тела. Если траектория и перемещение являются геометрическими характеристиками движения, то различие в быстроте изменения положения тела определяется скоростью. Под скоростью понимают путь, пройденный телом в единицу времени. Рассмотрим отношение Скоростью называется предел, к которому стремится отношение
Значит, скорость можно определить как производную радиуса-вектора движущейся точки по времени:
Это истинная или мгновенная скорость. Проекции скорости на оси координат вычисляются так:
Если
То есть величина скорости В системе СИ скорость измеряется в м/с. Формула размерности
|