2.1. Кинематика материальной точки

Кинематика изучает движение тел без учета причин, вызывающих его.Основные кинематические характеристики движения:

1. Система отсчета.

Абсолютно твердое тело, с которым жестко связана система координат, снабженная часами и используемая для определения положения других тел в пространстве в различные моменты времени, называют системой отсчета.

2. Траектория – это линия, описываемая в пространстве движущимся телом (например, след летящего самолета в небе).

3. Путь – расстояние, пройденное телом вдоль траектории.

4. Перемещение – вектор, соединяющий начальное и конечное положения точки (тела) в пространстве.

При движении материальной точки в пространстве ее координаты с течением времени tизменяются. Кинематические уравнения движения: х=х(t);y=y(t);z=z(t) или,

В зависимости от формы траектории различают прямолинейное и криволинейное движения точки.

Для характеристики быстроты движения вводится понятие скорости. Средняя путевая скоростьпоказывает, чему равно перемещение тела за единицу времени (за 1 с):

.

Равномернымназывают такое движение, при котором за любые равные промежутки времени тело проходит одинаковые пути (т.е. движение спостояннойскоростью, без ускорения).

При неравномерном движении скорость тела от точки к точке траектории меняется. Скорость тела в данный момент времени в данной точке траектории называют мгновенной скоростью

или

Вектор направлен по касательной к траектории в любой ее точке.

Движение тела, при котором его скорость за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, называютравнопеременным илиравноускоренным.

Ускорением телапри его равнопеременном движении называют величину, равную отношению приращения скорости ΔVтела к промежутку времени Δt, за которое это приращение произошло:

,

где V₀– начальная скорость в момент времениt=0;

V– скорость тела к моменту времениt.

В системе СИ за единицу ускорения принимают 1 м/с².

Равнопеременное движение – это движение с постоянным ускорением ().

Мгновенное ускорение находится:

или