Механіка
1. Введення. Кінематика
Механіка вивчає механічний рух, умови і причини, що викликають даний рух, а також умови рівноваги тіл. Механічним рухом називається зміна положення тіла або його частин відносно інших тіл з плином часу. Будь-яке рух відносно. Характер руху залежить від того, щодо яких тіл ми розглядаємо даний рух.
Тіло, відносно якого ми розглядаємо становище інших тіл у просторі, називається тілом відліку.
Системою відліку називають систему координат, пов'язану з тілом відліку, і обраний спосіб відліку часу, тобто годинник.
Вибір системи відліку залежить від умов даної задачі. Рух реальних тіл, як правило, складне. Тому для спрощення розгляду рухів користуються законом незалежності рухів: всяке складний рух можна представити як суму незалежних найпростіших рухів. До найпростіших рухам відносяться поступальний і обертальний.
У фізиці широко користуються моделями, які дозволяють з усього різноманіття фізичних властивостей вибрати головне, що визначає даний фізичне явище. Одними з перших моделей реальних тіл є матеріальна точка і абсолютно тверде тіло.
Матеріальною точкою називається тіло, розмірами якого можна знехтувати в умовах даної задачі. Абсолютно твердим тілом називається тіло, відстань між будь-якими двома точками якого залишається постійним при його русі.
Ці моделі дозволяють виключити деформацію тіл при русі.
Поступальним називається рух, при якому відрізок, що з'єднує будь-які дві точки твердого тіла, переміщається при русі паралельно самому собі. З цього випливає, що всі точки тіла при поступальному русі рухаються однаково, тобто з однаковими швидкостями і прискореннями. Прикладом поступального руху може служити рух кабіни «чортового колеса».
Обертальним називається рух, при якому всі точки абсолютно твердого тіла рухаються по колах, центри яких лежать на одній прямій, званої віссю обертання, причому ці окружності лежать у площинах, перпендикулярних осі обертання.
Користуючись законом незалежності рухів, складний рух твердого тіла можна розглядати як суму поступального і обертального рухів.
Одним з перших розділів механіки є кінематика, вивчає механічний рух тіл без з'ясування причин, що викликають даний рух.
Можна скористатися поняттям матеріальної точки для вивчення поступального руху абсолютно твердого тіла, так як всі точки рухаються однаково. Для визначення положення матеріальної точки в просторі і опису її руху необхідні наступні поняття.
Переміщення? s - вектор, що з'єднує початкову та кінцеву точки траєкторії, по якій рухалася матеріальна точка деякий проміжок часу.
Траєкторія - лінія, описувана при русі матеріальної точкою в просторі.
Шлях?- Сума довжин відрізків траєкторії.
При прямолінійному русі (траєкторія - пряма лінія) модуль переміщення дорівнює довжині шляху?, якщо рух відбувається в одному напрямку.
Швидкість зміни положення матеріальної точки в просторі з часом характеризується середньою та миттєвої швидкостями.
Середня швидкість - векторна величина, що дор...
