Механіка. Система відліку. Матеріальна точка – КІНЕМАТИКА

ФІЗИКА

Частина 1 МЕХАНІКА

Розділ 1 КІНЕМАТИКА

1.1. Механіка. Система відліку. Матеріальна точка

Механіка – це наука про найпростішу форму руху тіл (механічний рух, або переміщення). Рух у широкому філософському розумінні – це зміна взагалі, будь-яка зміна чи процес: фізичний, хімічний, біологічний тощо.

Під механічним рухом розуміють зміну положення тіла з часом відносно іншого тіла або системи тіл, що умовно вважають нерухомими. Таку систему тіл разом із годинником називають системою відліку. Годинником може бути будь-який

періодичний процес: коливання маятника, обертання Землі, електромагнітні коливання тощо.

Для строгого математичного описання руху з системою відліку пов’язують систему координат, наприклад декартову. Між системою відліку й системою координат є істотна відмінність. Систему відліку утворюють реальні тіла, а система координат є математичною абстракцією. Для того щоб описати рух, умовимось, відносно якого іншого тіла (або групи нерухомих один щодо одного тіл) відраховуватиметься переміщення

певного тіла. Обране для цього тіло (або група тіл) утворює разом із годинником систему відліку.

Координати тіла визначають його положення у просторі. Оскільки тіло рухається як у просторі, так і в часі, для описання руху потрібно також відлічувати час.

Маючи координатну систему, що пов’язана з обраним тілом відліку та годинником, можна приступати до описання руху тіла.

Тіло, деформаціями якого в умовах розв’язування задачі можна знехтувати, називають абсолютно твердим.

Тіло, розмірами якого в умовах певної задачі можна знехтувати, називають матеріальною точкою.

Можна певне конкретне тіло вважати матеріальною точкою чи ні – це залежить не від розмірів самого тіла, а від умови задачі. Те саме тіло в одних умовах можна вважати матеріальною точкою, а в інших його треба розглядати як таке, що має протяжність.

Будь-який рух твердого тіла можна розкласти на два головних види – поступальний і обертальний.

Поступальний рух – це такий рух, при якому будь-яка пряма, проведена в тілі, що рухається, залишається паралельною сама собі.

При обертальному русі всі точки тіла рухаються по колах, центри яких лежать на одній прямій, що її називають віссю обертання. Вісь обертання може бути поза тілом. Далі під рухом розумітимемо механічний рух, а під тілом – матеріальну точку. Лінію, що її описує під час руху матеріальна точка, називають траєкторією. За формою траєкторії рухи поділяють на прямолінійні й криволінійні. Відстань, яку відраховано вздовж траєкторії, називають пройденим шляхом.

Механіку поділяють на три розділи: кінематику, статику і динаміку. Кінематика вивчає рух тіл без урахування причин, що зумовлюють цей рух. Статика розглядає умови рівноваги тіл. Динаміка вивчає рух тіл у зв’язку з тими причинами (взаємодією між тілами), які породжують той чи інший характер руху. Оскільки рівновага – окремий випадок руху, закони статики випливають із законів динаміки.




Механіка. Система відліку. Матеріальна точка – КІНЕМАТИКА