1.1. Кинематика

Кинематика изучает движение как таковое.

1.1.1. Относительность движения

Движение любого тела можно рассматривать по отношению к любому другому телу. Чемодан, лежащий на полке поезда, покоится относительно вагона, но движется относительно насыпи. Воздушный шар, уносимый ветром, движется относительно земли, но покоится относительно воздуха. Самолёт, летящий в строю, покоится относительно других самолётов строя, движется с некоторой скоростью относительно земли и с в два раза большей скоростью — относительно такого же встречного самолёта.

Всякое движение, в том числе и покой как частный случай движения, относительно.

Тело (тела), относительно которого (которых) рассматривается движение данного тела, называется система отсчёта.

1.1.2. Траектория движения

Траектория движения — это линия, которую при движение описывает каждая точка тела.

Проводя мелом по доске, мы оставляем на ней след — траекторию движения кончика мела. Записывая в тетради, мы оставляем в ней след — траекторию движения кончика карандаша / ручки / пера. Пролетая в небе, самолёт оставляет в нём след — траекторию движения турбинных сопел. Проходя по ночному небу, Луна оставляет на фотографии с многочасовой выдержкой след — траекторию движения видимого диска.

Поскольку движение относительно, траектория зависит от системы отсчёта.

Траектория капель дождя в безветренную погоду представляет собой вертикальную прямую в системе отсчёта, связанной с землёй (дом, стоящий автомобиль / вагон поезда), и наклонную прямую в системе отсчёта, связанную с телом, движущимся по поверхности земли (едущий автомобиль / вагон поезда). Траектория обода колеса представляется собой окружность в системе отсчёта, связанной с осью вращения этого колеса (велосипед), и сложную кривую (под названием циклоида) в системе отсчёта, связанной с поверхностью, по которой движется это колесо.

1.1.3. Поступательное и вращательное движение

Поступательное движение — такое движение тела, при котором все точки тела описывают одинаковые траектории.

При поступательном движении любая прямая, проведённая внутри тела, остаётся параллельной самой себе.

Вращательное движение — такое движение тела, при котором точки тела описывают окружности вокруг центров, лежащих на одной прямой.

Прямая, содержащая центры окружностей вращения, называется ось вращения.

При вращении остаются параллельны самим себе только ось вращения и прямые, параллельные ей.

1.1.4. Прямолинейное и криволинейное движение

Поскольку при поступательном движении все точки тела движутся одинаково, достаточно описать движение только одной точки тела (строго говоря, любой; однако в некоторых случаях важно, чтобы это был центр масс тела, поэтому если тело при рассмотрении движения заменяют точкой, то всегда берут именно центр масс).

Если траектория поступательно движущегося тела представляет собой прямую линию, такое движение называют прямолинейное движение.

Если траектория поступательно движущегося тела представляет собой кривую линию, такое движение называют криволинейное движение.

Прямолинейное движение — простейший случай механического движения.

1.1.5. Описание движения точки

Чтобы описать движение, нужно знать, какое положение на своей траектории занимала точка в заданый момент времени = в какой момент времени точка находилась в заданном положении.

Comments