Механическое движение
Механи́ческим движе́нием называют изменение пространственного положения тела или его частей относительно других тел с течением времени.
При этом взаимодействие тел приводит к изменению их скоростей или к их деформации. Механическое движение изучает механика. Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой; причины же движения изучает динамика[1].
В более общем значении движением называют изменение состояния физической системы с течением времени. Например, можно говорить о движении волны в среде.
Относительность движения
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b8/Circlestrafing_animation.gif/230px-Circlestrafing_animation.gif)
Для описания движения следует выбрать систему отсчёта, состоящую из системы координат (для указания положения в пространстве) и часов (для указания времени). Вообще говоря, движение тела зависит от выбора системы отсчёта, т.е. относительно. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении.
Виды механического движения
[править | править код]Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:
- Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, для плоскости — изменением абсциссы и ординаты). Изучением этого занимается кинематика точки. В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки, перемещение, скорость и ускорение.
- Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)
- Криволинейное движение — движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности).
- Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела.
- Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Движение при этом не обязательно является прямолинейным.
- Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, — используют Углы Эйлера. Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
- Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела — положением любых двух точек.
- Движение сплошной среды. Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d4/Brachistochrone.png/230px-Brachistochrone.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f2/Lemniscate_gravity.gif/230px-Lemniscate_gravity.gif)
Геометрия движения
[править | править код]- По прямой
- 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: (цепная линия, поверхность которой — катеноид);
- Под действием однородного гравитационного поля;
- Кривая скорейшего спуска;
- 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 с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Механика // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — 672 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-019-3.
Литература
[править | править код]- Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, стереотипное. — М..: Физматлит, 2006. — Т. I. Механика. — 560 с.
- «Справочник по физике» / Под ред. Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. — М.: «Наука», 1980. — 507 с.