Лекция. относительность механического движения. системы отсчета. характеристики механического движения: перемещение, скорость, ускорение

Материальная точка

Во многих случаях размером тела можно пренебречь, так как размеры этого тела
малы по сравнению с расстоянием, которое походит это тело, или по сравнению с
расстоянием между этим телом и другими телами. Такое тело для упрощения расчетов
условно можно считать материальной точкой, имеющей массу этого тела.

Материальная точка – это тело, размерами которого в данных
условиях можно пренебречь.

Многократно упоминавшийся нами автомобиль можно принять за материальную точку
относительно Земли. Но если человек перемещается внутри этого автомобиля, то
пренебрегать размерами автомобиля уже нельзя.

Как правило, решая задачи по физике, рассматривают движение тела как
движение материальной точки, и оперируют такими понятиями,
как скорость материальной точки, ускорение материальной точки, импульс материальной точки,
инерция материальной точки и т.п.

Система отсчета

В определении механического движения особое значение имеет выражение относительно других тел. Нам всегда необходимо выбрать так называемое тело отсчета, то есть тело, относительно которого мы будем рассматривать движение исследуемого нами объекта. Простой пример: подвигайте рукой и скажите – движется ли она? Да, конечно, по отношению к голове, но по отношению к пуговице на вашей рубашке она будет недвижима. Поэтому выбор отсчета очень важен, ведь относительно некоторых тел движение совершается, а относительно других тел движения не происходит. Чаще всего телом отсчета выбирают тело, которое всегда есть под руками, точнее под ногами, – это наша Земля, которая является телом отсчета в большинстве случаев.

Издавна ученые спорили о том, Земля ли вращается вокруг Солнца или Солнце вращается вокруг Земли. На самом деле, с точки зрения физики, с точки зрения механического движения это всего лишь спор о теле отсчета. Если телом отсчета считать Землю, то да – Солнце вращается вокруг Земли, если телом отсчета считать Солнце – то Земля вращается вокруг Солнца

Поэтому тело отсчета – это важное понятие

Как же описывать изменение положения тела?

Чтобы точно задать положение интересующего нас тела относительно тела отсчета, надо связать с телом отсчета систему координат (рис. 2).

Рис. 2. Декартовая система координат

При движении тела координаты меняются, а для того чтобы описать их изменение, нам необходим прибор для измерения времени. Чтобы описывать движение, нужно иметь:

— тело отсчета;

— связанную с телом отсчета систему координат;

— прибор для измерения времени (часы).

Все эти объекты составляют вместе систему отсчета. До тех пор пока мы не выбрали систему отсчета, не имеет смысла описывать механическое движение – мы не будем уверены в том, как движется тело. Простой пример: чемодан, лежащий на полке в купе поезда, который движется, для пассажира просто покоится, а для человека, стоящего на перроне, движется. Как мы видим, одно и то же тело и движется, и покоится, вся проблема в том, что системы отсчета различны (рис. 3).

Рис. 3. Различные системы отчета

Зависимость траектории от выбора системы отсчета

Ответим на интересный и важный вопрос, зависит ли форма траектории и пройденный телом путь от выбора системы отсчета. Рассмотрим ситуацию, когда есть пассажир поезда, радом с которым на столе стоит стакан с водой. Какой же будет траектория стакана в системе отчета, связанной с пассажиром (телом отсчета является пассажир)?

Конечно, относительно пассажира стакан неподвижен. Это значит, что траектория является точкой, а перемещение равно  (рис. 4).

Рис. 4. Траектория стакана относительно пассажира в поезде

Какой же будет траектория стакана относительно пассажира, который ожидает поезда на перроне? Для этого пассажира будет казаться, что стакан движется по прямой линии и у него ненулевой путь (рис. 5).

Рис. 5. Траектория стакана относительно пассажира на перроне

Из вышесказанного можно сделать вывод, что траектория и путь зависят от выбора системы отсчета.

Для того чтобы описывать механическое движение, в первую очередь необходимо определиться с системой отсчета.

Движение изучается нами для того, чтобыпредсказать, где окажется тот или иной объект в необходимый момент времени. Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени. Что же значит описать движение тела?

Рассмотрим пример: автобус едет из Москвы в Санкт-Петербург (рис. 6). Важны ли нам размеры автобуса по сравнению с расстоянием, которое он преодолеет?

Рис. 6. Движение автобуса из Москвы в Санкт-Петербург

Конечно же, размерами автобуса в данном случае можно пренебречь. Мы можем описывать автобус как одну движущуюся точку, по-другому ее называют материальной точкой.

Определение

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.

Одно и то же тело, в зависимости от условий задачи, может быть или не быть материальной точкой. При перемещении автобуса из Москвы в Санкт-Петербург автобус можно считать материальной точкой, ведь его размеры несопоставимы с расстоянием между городами. Но если в салон автобуса влетела муха и мы хотим исследовать ее движение, тогда в этом случае нам важны размеры автобуса, и он уже не будет являться материальной точкой.

Пример решения задачи

Мотоциклисту необходимо попасть из пункта A в пункт C, совершая при этом остановку в пункте B на 1 час. Известно, что между пунктами A и B мотоциклист двигался с некоторой постоянной средней скоростью v1. Между пунктами B и C его движение также было равномерным, но уже со скоростью v2, которая на 20% была больше, чем v1. Какое расстояние преодолел мотоциклист, если известно, что затраченное на переезд время составило 5 часов, скорость v1 была равна 50 км/ч, и расстояние между B и С он преодолел в 1,5 раза быстрее, чем путь между A и B.

Пусть на переезды между пунктами A-B и B-C мотоциклист затратил время t1 и t2, соответственно. Справедливо следующее выражение:

t1 + 1 + t2 = 5.

Здесь 1 час в левой части равенства отражает время отдыха в пункте B. Чтобы найти t1 и t2, следует обратиться к условию задачи. Известно, что величина t2 в 1,5 раза меньше, чем t1:

t1 = 1,5*t2.

Из двух записанных выражений следует, что t1 = 2,4 часа, t2 = 1,6 часа.

Прохождение пути определяется как сумма дистанций между AB и BC. Длина траектории S, то есть расстояние между A и C, рассчитывается по формуле для равномерного движения:

S = v1*t1 + v2*t2.

Согласно условию v1 = 50 км/ч, и v2 = 1,2*v1, значит, v2 = 60 км/ч. Все определенные величины, подставленные в формулу для S, приводят к следующему результату:

S = 50*2,4 + 60*1,6 = 216 км.

Траектория движения мотоциклиста между пунктами A и C необязательно должна быть прямолинейной

Для нахождения пройденного расстояния S важно, чтобы на каждом отрезке пути он двигался с некоторой постоянной по модулю скоростью

Задачи:

  1. Какое количество теплоты необходимо,
    чтобы расплавить ледяную глыбу массой
    12,5т при температуре плавления? Удельная
    теплота плавления льда 332 кДж/кг.

  2. Какое количество теплоты потребуется
    для нагревания 10 л воды от 20оС до
    кипения? Удельная теплоемкость воды
    4200 Дж/(кг х С).

  3. При напряжении 2В сила тока в электрической
    цепи 0,5А. Найдите сопротивление резистора.

  4. Спираль электрической плитки изготовлена
    из нихромовой проволоки длиной 14м и
    площадью поперечного сечения 0,1 мм2
    . Чему равно сопротивление спирали,
    если удельное сопротивление нихрома
    1,1 Ом мм2/м?

  5. Электрический утюг рассчитан на
    напряжение 220 В. Сопротивление его
    нагревательного элемента равно 88 Ом.
    Определить энергию, потребляемую утюгом
    за 1800 с., и его мощность.

  6. По проводнику сопротивлением 4 Ом в
    течение 2 мин. прошло 500 Кл электричества.
    Сколько теплоты выделил проводник?

  7. Пешеход в течение 2 часов прошел 10 км.
    Найдите скорость движения пешехода.

  8. Найдите оптическую силу собирающей
    линзы, если ее фокусное расстояние 4
    см.

  9. Масса человека 90 кг, площадь его подошвы
    60 см2. Какое давление производит
    человек на пол?

  10. Самолет летит со скоростью 500 км/ч. Какое
    расстояние он пролетит за 0,5 ч?

  11. Вертолет находится на высоте 200 м.
    Найдите его потенциальную энергию,
    если его масса 2т.

  12. Плотность воды 1000 кг/м3. Объем
    тела, полностью погруженного в воду, 2
    м3. Найдите силу Архимеда.

  13. Коэффициент трения 0,2. Масса тела 4 кг.
    Найдите силу трения скольжения, если
    тело протягивают по деревянной
    поверхности.

  14. Масса тела 2,5 кг, тело движется со
    скоростью 2 м/с. Найдите кинетическую
    энергию данного тела.

  15. Сила тяги мотора автомашины равна 2000
    Н. автомашина движется равномерно со
    скоростью 72 км/ч. Какова мощность мотора
    автомобиля?

  16. На покоящееся тело массой 0,2 кг действует
    в течение 5 с. сила 0,1Н. Какую скорость
    приобретет тело за указанное время?

  17. Определите, с какой силой атмосферный
    воздух давит на поверхность стола
    размером 3 м2. Нормальное атмосферное
    давление 100000Па.

  18. Определите фокус двояко выпуклой линзы,
    если ее оптическая сила 2 дптр.

  19. Подводная лодка находится в море на
    глубине 300 м, плотность морской воды
    1030 кг/м3. Определите давление воды
    на лодку.

  20. Вагон массой 20 т, движущийся со скоростью
    0,3 м/с, нагоняет вагон массой 30 т,
    движущийся со скоростью 0,2 м/с. Какова
    скорость вагонов после взаимодействия,
    если удар не упругий?

  21. Математический маятник совершает
    гармонические колебания. Период
    колебания 30 с. Найдите частоту колебания.

  22. Определите скорость движения тела,
    если за 8 часов оно прошло 400 км.

  23. По проводнику сопротивлением 5 Ом в
    течение 1 мин. протекало 300 Кл электричества.
    Сколько теплоты выделил проводник?

Система отсчёта

Материальная точка движется относительно других тел. Тело, по отношению к которому
рассматривается данное механическое движение, называется телом отсчёта.
Тело отсчёта выбирают произвольно в зависимости от решаемых задач.

С телом отсчёта связывается система координат, которая представляет
из себя точку отсчёта (начало координат). Система координат имеет 1, 2 или 3 оси в
зависимости от условий движения. Положение точки на линии (1 ось), плоскости (2 оси)
или в пространстве (3 оси) определяют соответственно одной, двумя или тремя координатами.
Для определения положения тела в пространстве в любой момент времени также необходимо
задать начало отсчёта времени.

Система отсчёта – это система координат, тело отсчета, с которым
связана система координат, и прибор для измерения времени. Относительно системы
отсчёта и рассматривается движение тела. У одного и того же тела относительно
разных тел отсчёта в разных системах координат могут быть совершенно различные координаты.

Траектория движения также зависит от выбора системы отсчёта.

Виды систем отсчёта могут быть различными, например, неподвижная система отсчёта,
подвижная система отсчёта, инерциальная система отсчёта, неинерциальная система отсчёта.

Физические величины

Путь, время, скорость и ускорение — это 4 главные величины, которые характеризуют пространственное изменение координат объектов. Каждая из них относится к одной из двух групп:

  • векторная;
  • скалярная.

Путь и время — это скаляры, для их определения достаточно знать начальное и конечное состояние тела. Например, объект, перед тем как начать движение, имел координату x0, в момент завершения своего перемещения его координата стала равной x1. Численное значение пройденного пути S в этом случае определяется просто:

S = x1 — x0.

По определению, скорость v — это быстрота изменения координат объекта в пространстве, ускорение a — это быстрота изменения самой скорости. Величина v для всякого типа перемещения тел направлена всегда вдоль траектории (воображаемая линия, вдоль которой объект движется). Ускорение a совершенно не связано ни с величиной v, ни с траекторией. Направление вектора a однозначно определяется результирующей суммой сил, действующих на изучаемое тело в движении.

Глава 13. Динамика несвободных систем[править]

  1. Классификация связей.
  2. Возможные перемещения и идеальные связи.
  3. Статический принцип возможных перемещений.
  4. Общее уравнение динамики (поступательное движение и вращение вокруг неподвижной точки).
  5. Общее уравнение динамики (плоское движение твердого тела).
  6. Уравнения Лагранжа 1-го рода.
  7. Тождества Лагранжа.
  8. Вывод уравнений Лагранжа 2-го рода.
  9. Использование потенциальной энергии в уравнениях Лагранжа 2-го рода.
  10. Учет диссипативных сил в уравнениях Лагранжа 2-го рода.
  11. Учет произвольных неконсервативных сил в уравнениях Лагранжа 2-го рода.
  12. Циклические координаты (пример – движение м.т. в гравитационном поле).
  13. Вывод уравнений Гамильтона.
  14. Примеры на применение уравнений Гамильтона.
  15. Связь функции Гамильтона и полной энергии системы.
  16. Интеграл Якоби, пример.

Задание Д.20. Применение уравнений Лагранжа II рода к определению сил и моментов, обеспечивающих программное движение манипулятора

Манипулятор (рис. 205–207), состоящий из звеньев 1, 2 и захвата D, приводится в движение приводами A и B. Захват D перемещается вдоль прямой ON. Со стороны привода A к звену 1 прикладывается либо управляющий момент MA (варианты 2, 4, 7, 8, 12, 22, 24–26, 29), либо управляющее усилие PA (варианты 1, 3, 5, 6, 9–11, 13–21, 23, 27, 28, 30). Привод B воздействует на звено 2 либо моментом MB (варианты 1–3, 5, 6, 8–11, 13–21, 23, 27), либо управляющим усилием PB (варианты 4, 7, 12, 22, 24–26, 28–30).

Перемещение звена 1 (варианты 3, 4, 7, 12, 22, 24–26, 28–30) или звена 2 (варианты 1, 2, 5, 6, 8–11, 13–21, 23, 27) манипулятора ограничено препятствиями K и L, поэтому изменение угла поворота φ=φ(t) этого звена возможно лишь в интервале , где τ – время движения звена.

Технические условия работы манипулятора требуют, чтобы указанное звено сошло со связи K при t=0 и «мягко» коснулось препятствия L при t=τ, т.е. так, чтобы были удовлетворены условия
[dφ(t)/dt]|t=0,t=τ = 0; [d2φ(t)/dt2]|t=0,t=τ = 0.
Программные движения звена 1, удовлетворяющие требованиям «мягкого» касания, приняты в таком виде:

1) φ(t)=φ(0)+(10-15t/τ+6t2/τ2)t3/τ3 (варианты 2, 4, 6, 7, 11, 12, 16, 19, 22, 24–26, 28–30);

2) φ(t)=φ(0)+[t/τ-(1/(2π))sin(2πt/τ)] (варианты 1, 3, 5, 8–10, 13–15, 17, 18, 20, 21, 23, 27).

Значения φ(0) и φ(τ) заданы в табл. 56, а график φ=φ(t) показан на рис. 208. Силами сопротивления движению пренебречь. Механизм расположен в горизонтальной плоскости. Движением захвата относительно звена 1 пренебречь.

В задании приняты следующие обозначения:
m1 – масса первого звена, захвата и переносимого в захвате объекта;
m2 – масса второго звена;
J1 – момент инерции звена 1, захвата и переносимого в захвате объекта относительно главной центральной оси инерции;
J2 – момент инерции звена 2.

Центр тяжести звена 1 находится в точке C (варианты 1–4, 6–8, 11–13, 16, 18–20, 22–30) или в точке A (варианты 5, 9, 10, 14, 15, 17, 21).

Требуется:

1. Вычислить значения управляющих сил и моментов в начале торможения звена 1. Считать, что торможение звена 1 начинается в тот момент, когда угловое ускорение звена обращается в ноль.

2. Построить графики зависимости управляющих моментов и сил от времени.

Варианты с решением:

(решено 87%)

Геометрия движения

  • По окружности (см. Первая космическая (круговая) скорость)
  • По эллипсу
  • По параболе (см. Вторая космическая (параболическая) скорость), под действием однородного гравитационного поля
  • По гиперболе
  • Равномерное движение
    • Квадратриса
    • Кривая погони. Эволюта (огибающая нормалей) трактрисы: y(x)=a ch⁡xa{\displaystyle y(x)=a~\operatorname {ch} {\frac {x}{a}}} (цепная линия, поверхность которой — катеноид)
  • Под действием однородного гравитационного поля
    • Кривая скорейшего спуска

      Время спуска под действием только силы тяжести не зависит от расположения начальной точки на дуге циклоиды

    • Лемниската Бернулли: материальная точка, движущаяся по кривой под действием однородного гравитационного поля, пробегает дугу за то же время, что и соответствующую хорду. При этом ось лемнискаты составляет угол 45∘{\displaystyle 45^{\circ }} с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки.

      Движение под действием однородного гравитационного поля

Решение

а) 1 способ. Так как определяем скорости движения тел относительно тела 1, то переходим в систему отсчета (СО), связанную с телом 1. Тогда υc =υ1 = 5 м/с; найти необходимо скорости тел относительно подвижной системы отсчета, т.е. υtop – ?

Определим скорость тела 2 относительно тела 1 (υtop2x). Из закона сложения скоростей \(~\vec \upsilon_{ton2} = \vec \upsilon_c + \vec \upsilon_{top2}\) следует, что \(~\vec \upsilon_{top2} = \vec \upsilon_{ton2} — \vec \upsilon_c = \vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_1\) , т.к. \(~\vec \upsilon_{ton2}\) – скорость тела 2 относительно неподвижного наблюдателя (υton2 =υ2 = 4 м/с).

В проекциях на ось : υtop2x = υ2υ1; υtop2x = 4 м/с – 5 м/с = –1 м/с. Знак «–» указывает на то, что данная скорость направлена против выбранной оси .

«ИНТУИТИВНО» – тело 1 и тело 2 движутся в одну сторону, поэтому их относительная скорость будет меньше их реальной скорости. А так как скорость второго тела меньше скорости первого тела, то тело 2 будет отставать от тела 1, и его скорость будет направлена против скорости первого тела. (Обгоняли ли вы когда-либо другие машины?)

Определим скорость тела 3 относительно тела 1 (υtop3x). Из закона сложения скоростей \(~\vec \upsilon_{ton3} = \vec \upsilon_c + \vec \upsilon_{top3}\) следует, что \(~\vec \upsilon_{top3} = \vec \upsilon_{ton3} — \vec \upsilon_c = \vec \upsilon_3 — \vec \upsilon_1\) , т.к. \(~\vec \upsilon_{ton3}\) – скорость тела 3 относительно неподвижного наблюдателя (υton3 =υ3 = 2 м/с).

В проекциях на ось : υtop3x = –υ3υ1; υtop3x = –2 м/с – 5 м/с = –7 м/с. Знак «–» указывает на то, что данная скорость направлена против выбранной оси .

«ИНТУИТИВНО» – тело 1 и тело 3 движутся навстречу друг другу, поэтому их относительная скорость будет больше их реальной скорости и направлена против скорости системы, т.е. скорости тела 1. (Ездили ли вы когда-либо навстречу другим машинам?)

2 способ. Так как определяем скорости движения тел относительно тела 1, то воспользуемся законом сложения скоростей в следующем виде\[~\vec \upsilon_2 = \vec \upsilon_1 + \vec \upsilon_{2/1} ; \vec \upsilon_3 = \vec \upsilon_1 + \vec \upsilon_{3/1}\] . Тогда \(~\vec \upsilon_{2/1} = \vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_1 ; \vec \upsilon_{3/1} = \vec \upsilon_3 — \vec \upsilon_1\) или в проекциях на ось :

υ2/1x = υ2υ1; υ2/1x = 4 м/с – 5 м/с = –1 м/с.

υ3/1x = –υ3υ1; υ3/1x = –2 м/с – 5 м/с = –7 м/с.

б) 1 способ. Так как определяем скорости движения тел относительно тела 3, то переходим в СО, связанную с телом 3. Тогда υc = υ3 = 2 м/с; найти необходимо скорости тел относительно подвижной системы отсчета, т.е. υtop – ?

Определим скорость тела 1 относительно тела 3 (υtop1x). Из закона сложения скоростей \(~\vec \upsilon_{ton1} = \vec \upsilon_c + \vec \upsilon_{top1}\) следует, что \(~\vec \upsilon_{top1} = \vec \upsilon_{ton1} — \vec \upsilon_c = \vec \upsilon_1 — \vec \upsilon_3\) , т.к. \(~\vec \upsilon_{ton1}\) – скорость тела 1 относительно неподвижного наблюдателя (υton1 =υ1 = 5 м/с).

В проекциях на ось : υtop1x = υ1 + υ3; υtop1x = 5 м/с + 2 м/с = 7 м/с.

«ИНТУИТИВНО» – тело 1 и тело 3 движутся навстречу друг другу, поэтому их относительная скорость будет больше их реальной скорости и направлена против скорости системы, т.е. скорости тела 3.

Определим скорость тела 2 относительно тела 3 (υtop2x). Из закона сложения скоростей \(~\vec \upsilon_{ton2} = \vec \upsilon_c + \vec \upsilon_{top2}\) следует, что \(~\vec \upsilon_{top2} = \vec \upsilon_{ton2} — \vec \upsilon_c = \vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_3\) , т.к. \(~\vec \upsilon_{ton2}\) – скорость тела 2 относительно неподвижного наблюдателя (υton2 =υton2 = 4 м/с).

В проекциях на ось : υtop2x = υ2 + υ3; υtop2x = 4 м/с + 2 м/с = 6 м/с.

«ИНТУИТИВНО» – тело 2 и тело 3 движутся навстречу друг другу, поэтому их относительная скорость будет больше их реальной скорости и направлена против скорости системы, т.е. скорости тела 3.

2 способ. Так как определяем скорости движения тел относительно тела 3, то воспользуемся законом сложения скоростей в следующем виде\[~\vec \upsilon_1 = \vec \upsilon_3 + \vec \upsilon_{1/3} ; \vec \upsilon_2 = \vec \upsilon_3 + \vec \upsilon_{2/3}\] . Тогда \(~\vec \upsilon_{1/3} = \vec \upsilon_1 — \vec \upsilon_3 ; \vec \upsilon_{2/3} = \vec \upsilon_2 — \vec \upsilon_3\) или в проекциях на ось :

υ1/3x = υ1 + υ3; υ1/3x = 5 м/с + 2 м/с = 7 м/с.

υ2/3x = υ2 + υ3; υ2/3x = 4 м/с + 2 м/с = 6 м/с.

Равноускоренное движение и движение по окружности

Движение по горизонтали может быть равномерным и неравномерным, но движение по вертикали всегда является равноускоренным. При этом тело, например, падает вниз всегда с одинаковым ускорением (примером может служить книга, упавшая на пол).

Рис. 2. Ускорение свободного падения.

При движении по вертикали формула скорости приобретает вид: $Vy=Voy+gt$,

где Vy и Voy – проекции соответственно конечной и начальной скоростей на ось OY.

Координату же можно рассчитать по формуле:

$y=yo+Voyt+gt{2\over2}$

Вектор ускорения свободного падения всегда направлен вертикально вниз.

Еще одним видом неравномерного движения является движение тела по окружности. При движении по окружности численное значение скорости может и не изменяться, но поскольку обязательно изменяется направление (а скорость – это физическая величина, которая имеет не только численное значение, но и направление), то движение по окружности – это всегда равноускоренное движение.

Рис. 3. Движение тела по окружности.

Мгновенная скорость тела в любой точке при движении по окружности направлена по касательной к траектории в этой точке

Для характеристики равномерного движения по окружности введены две специальные величины: частота и период обращения. Частотой обращения (v) называют число оборотов материальной точки вокруг центра обращения в единицу времени. За единицу частоты принят один оборот в секунду. Периодом обращения (T) называют время, в течение которого совершается один полный оборот тела по окружности. За единицу периода принята 1 секунда. Частота и период связаны друг с другом: $T={1\over v}$

За один оборот тело пройдет путь, равный длине дуги окружности: $S=2nR$, поэтому $V={S\over T}=2n{R\over T}$ или $V=2nRn$

Линейная (V) и угловая (w) скорость связаны между собой соотношением $V=wr$

Что мы узнали?

В данной статье дается определение механического движения, рассматриваются его виды. Движение тела может быть равномерным и неравномерным. Также рассматриваются такие виды движения, как равноускоренное движение и движение по окружности.

О механическом движении тел

Подробности
Категория: Механика
Опубликовано 03.03.2014 14:12
Просмотров: 5704

Движение тел мы наблюдаем постоянно. По дороге движутся автомобили и люди, в небе летают птицы и самолёты, плывут облака и т. д.

Когда говорят о движении тела, то подразумевают, что оно перемещается из одной точки в другую. То есть оно изменяет место.

Наблюдая автомобиль, который находится на большом расстоянии от нас, мы не знаем, находится ли он в движении или нет. Чтобы убедиться в том, что он движется, мы должны видеть, что он меняет свое положение относительно предметов, расположенных на обочине дороги.

Изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени называют механическим движением.

Механическое движение тел и взаимодействие между ними во время этого движения изучает раздел физики, который называется механикой. Раздел механики, изучающий само движение без выяснения причин его вызывающих, называют кинематикой.

Метр и секунда

Чтобы определить координаты тела, необходимо уметь измерять расстояние на прямой между двумя точками. Любой процесс измерения физической величины заключается в сравнении измеряемой величины с единицей измерения этой величины.

Единицей измерения длины в Международной системе единиц (СИ) является метр. Метр равен примерно 1/40 000 000 части земного меридиана. По современному представлению метр — это расстояние, которое свет проходит в пустоте за 1/299 792 458 долю секунды.

Для измерения времени выбирается какой-нибудь периодически повторяющийся процесс. Единицей измерения времени в СИ принята секунда. Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения атома цезия при переходе между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния.

В СИ длина и время приняты за независимые от других величины. Подобные величины называются основными.

Траектория, путь, перемещение

Траекторией движения называется линия, вдоль которой движется тело. Длина траектории называется пройденным путем. Путь — скалярная физическая величина, может быть только положительным.

Перемещением называется вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории.

Движение тела, при котором все его точки в данный момент времени движутся одинаково, называется поступательным движением. Для описания поступательного движения тела достаточно выбрать одну точку и описать ее движение.

Движение, при котором траектории всех точек тела являются окружностями с центрами на одной прямой и все плоскости окружностей перпендикулярны этой прямой, называется вращательным движением.

Ссылка на основную публикацию