Куди веде траєкторія руху?

Рух будь-якого тіла можна описати, якщо існує спосіб визначити його положення в просторі в кожний момент. Для цього потрібно мати тіло відліку, (знати, щодо якого предмету ми будемо розглядати його рух), а також встановити для себе спосіб, яким ми будемо описувати цей рух.

Так як тіла мають розміри (тобто якусь протяжність в просторі), нам потрібно вирішити, в яких випадках ми можемо ними знехтувати і не простежувати рух кожної точки. Це можливо у двох випадках: якщо тіло рухається таким чином, що всі прямі, проведені в ньому, здійснюють переміщення паралельно самим собі (такий рух називають поступальним), а також якщо розмірами тіла в умовах завдання допускається знехтувати (вважати тіло матеріальною точкою). Це буває, якщо прохідний тілом шлях багаторазово перевищує його фізичні розміри.

У механіці за замовчуванням тіло приймається за матеріальну точку, якщо не обумовлено інше.

Лінія руху точки в просторі - це траєкторія руху. Що це таке? Поняття "траєкторія", визначення якого наводиться класичної механікою, має на увазі сукупність всіх положень, послідовно займаних матеріальною точкою в просторі.

Для визначення положення, яке займає в просторі матеріальна точка в будь-який конкретний момент часу, використовують поняття радіус-вектора або системи координат. Величини координат x, y, z характеризують лінійне розташування точки відносно відповідних осей. Формула зміни цих координат (або положення радіус-вектора) і є та формула, за якою визначається її траєкторія руху.

Так як переміщення відбувається не тільки в просторі, але і в часі, то третя складова системи відліку - пристрій для вимірювання часу (години або секундомір). У сукупності з координатної системою і початковою точкою (тілом відліку) вони утворюють необхідний "набір" для опису руху нашої матеріальної точки.

Нехай траєкторія руху являє собою дугу з початком в точці М1, координати якої X1, Y1 і Z1, і закінченням у точці М2 (координати X2, Y2, Z2). Відстань, яку матеріальна точка проходить по своїй траєкторії (довжина дуги | М1М2 |) буде називатися довжиною її шляху. Це величина скалярна.

Якщо ми проведемо з точки М1 в точку М2 спрямований відрізок (вектор) r, то він буде називатися переміщенням матеріальної точки. Це поняття - не ідентичні поняття шляху. Шлях і переміщення точки збігаються тільки в разі руху по прямій.

Кінематичний закон руху (або спосіб визначення його координат в будь-який момент) є функцією часу і може приймати аналітичний вид функції координат або радіус-вектора від змінної t, позначає час руху. Його можна виразити формулою, у вигляді таблиці або у вигляді графіка.

При рівномірному русі існує таке поняття, як швидкість матеріальної точки. Швидкість є часткою від ділення величини переміщення на час шляху. Якщо траєкторія руху - пряма, але при цьому тіло рухається нерівномірно, т. Е. З різною швидкістю на різних ділянках шляху, то можна говорити про середній швидкості.

У механіці розглядається рух різного виду - рівномірний прямолінійний, равноускоренное прямолінійний і рівномірний по колу.

Характеристики механічного руху відносні, рух може розглядатися відразу в двох і більше системах координат, якісь з них нерухомі, інші є рухомими. Наприклад, автомобіль рухається по дорозі щодо йде по ній же пішохода (рухлива точка), який сам рухається щодо зростаючого біля дороги дерева (нерухома точка відліку). У цьому випадку швидкість тіла (автомобіля) буде складатися з двох швидкостей - швидкості його відносно першої - рухомий - системи (пішохід) і швидкості пішохода відносно нерухомої (дерево).