Основні поняття кінематики

Кінематика як розділ механіки вивчає геометричні властивості механічного руху тіл – встановлює зв’язок між просторовими характеристиками руху і часом без урахування взаємодій між тілами та їх інертності.

До основних понять кінематики відносять: матеріальну точку, механічний рух, швидкість, прискорення і т.д. Матеріальною точкою називається макроскопічне тіло, розмірами якого можна знехтувати і вважати, що вся речовина тіла зосереджена в одній геометричній точці. Механічним рухом називається рух, який полягає в зміні з плином часу положення тіл або їх частин одна відносно одної. Системою відліку називається сукупність нерухомих одне відносно одного тіл, по відношенню до яких розглядається рух, і вибраний спосіб вимірювання часу. Траєкторією називається лінія, яку описує матеріальна точка під час свого руху. В залежності від форми траєкторії розрізняють прямолінійний рух, рух по колу, криволінійний рух і т.д. Довжина ділянки траєкторії, яка пройдена точкою з моменту початку відліку часу, називається довжиною шляху. Вектор, проведений з початкового положення рухомої точки в положення її в даний момент часу, називається вектором переміщення.

Величина називається середньою швидкістю руху точки за час Δt.

Миттєвою швидкістю називається векторна величина, яка дорівнює першій похідній радіус-вектора рухомої точки по часу.

У випадку нерівномірного руху важливо знати, як швидко змінюється швидкість з часом.

Середнім прискоренням за проміжок часу Δt називають відношення зміни вектора швидкості до проміжку часу Δt.

Миттєвим прискоренням точки в момент часу t називають векторну величину , яка дорівнює границі середнього прискорення:

Вектор прискорення можна представити у вигляді суми двох взаємно перпендикулярних векторів:

Величина називається тангенціальним прискоренням, яке характеризує зміну швидкості за величиною і напрямлене по дотичній до траєкторії.

Величина називається вектором нормального прискорення і характеризує зміну швидкості лише за напрямком. Це прискорення перпендикулярне до напрямку швидкості.