Кинематика



Наблюдая вокруг себя самые разнообразные объекты: облака, звезды и планеты, автомобили, летящую птицу, мы говорим, что тот или иной объект движется. Что же имеют в виду, произнося слово “движение”? В русском языке слово “движение” означает любое изменение, в отличие от состояния неподвижности, покоя.

Например, говорят о “душевном движении”, “общественном движении” и т. п. Мы же, изучая механику, будем использовать понятие “механическое движение”, при этом часто ради краткости будем говорить просто “движение”,



опуская прилагательное “механическое”.

Дать определение механическому движению ученые смогли, лишь обобщив все накопленные за многие века знания. В настоящее время говорят:

Механическое движение – это изменение положения тела или его частей относительно других тел с течением времени.

Попробуем разобраться в этом определении, чтобы научиться правильного его использовать.

Ясно, что любое реальное тело имеет определенные размеры. Чтобы описать изменение его положения при механическом движении относительно других тел, мы должны рассматривать, как движутся все части этого тела.

В ряде случаев, например при объезде автомобилем крупного препятствия на дороге, размеры и форма тел играют решающую роль. Однако вначале мы будем изучать наиболее простые виды движения.

При этом мы будем рассматривать движение тел, размерами которых пренебрегают. Такие тела называют точечными телами. О точечном теле можно говорить, что в данный момент времени оно находится в некоторой точке пространства.

Очевидно, что реальное тело можно считать точечным лишь тогда, когда нас не интересует различие в движении или положении отдельных частей этого тела. Например, если нас интересует только время движения поезда, выехавшего из Москвы до Владивосток, то этот поезд разумно считать точкой. Если же нас интересует время, за которое этот поезд проследует мимо километрового столба, то очевидно, что нам нельзя рассматривать поезд как точку, иначе мы не ответим на вопрос задачи.

Также нельзя считать этот поезд точкой, если нас интересует, например, движение разных частей колеса этого поезда.

Следовательно, можно ли принять все тело за точку, зависит от поставленной задачи.

Мы начнем изучение механики с изучения движения точечного тела, т. е. будем рассматривать ситуации, когда реальное тело можно принять за точку.

Изучение механики традиционно начинают с кинематики.

Кинематика – раздел механики, в котором рассматривают способы описания механического движения тел без выяснения причин изменения характера их движения. Сами причины мы рассмотрим в других разделах механики, а здесь попытаемся ответить на вопрос: “Как описать движение тела?” Для этого прежде всего необходимо научиться отвечать на два важнейших вопроса: “Где (в какой точке пространства) и когда (в какой момент времени) находилось, находится и будет находится тело в процессе своего движения?”. Начнем с ответа на первый вопрос – выясним, как можно описать положение тела в пространстве.



Кинематика