ні нами в навколишніх тілах і, особливо, в пристроях, званих машинами, я називаю кінематикою ... ».
У «Досвід філософії наук» Ампер стверджував, що кінематика повинна бути і частиною теоретичної, механіки, приклад ної дисципліною, в якій вивчаються різноманітні механізми.
Вперше розділ кінематики був чітко виділений в курсі «Фізичної та експериментальної механіки» генерала Понселе, який читав його в Паризькому університеті з 1837 по 1848 р Тут розглядалися види рухів, додавання рухів, швидкостей і прискорень, і після цього різного типу механізми.
У підсумку кінематика виділилася в якості розділу теоретичної механіки.
2. Основні поняття кінематики
Кінематика (грец. ?????? - рухатися) у фізиці - розділ механіки, в якому рух тіл розглядається без з'ясування причин, його викликають. Завдання кінематики полягає в тому, щоб дати методи математично строгого, кількісного, описи руху будь-яких тіл і встановити взаємозв'язки між величинами, що характеризують рух.
Механічним рухом тіла називають зміну його положення в просторі відносно інших тіл з плином часу.
Механічне рух відносно lt; # 40 src= doc_zip1.jpg / gt;
(координатний спосіб), або за допомогою залежності від часу радіус-вектора (векторний спосіб), проведеного з початку координат до даної точки (рис. 1).
Рис. 1 Визначення положення точки
Переміщенням тіла називають спрямований відрізок прямої, що з'єднує початкове положення тіла з його наступним положенням. Переміщення - векторна величина.
Пройдений шлях l дорівнює довжині дуги траєкторії, пройденої тілом за деякий час t. Шлях - скалярна величина.
Якщо рух тіла розглядати протягом короткого проміжку часу, то вектор переміщення виявиться направленим по дотичній до траєкторії в даній точці, а його довжина дорівнюватиме пройденному шляху. У разі малого проміжку часу? T пройдений тілом шлях? L майже збігається з модулем вектора переміщення При русі тіла по криволінійній траєкторії модуль вектора переміщення завжди менше пройденого шляху (рис.2).
Рис. 2 Пройдений шлях
Для характеристики руху вводиться поняття середньої швидкості:
У фізиці найбільший інтерес представляє не середня, а миттєва швидкість, яка визначається як межа, до якої прагне середня швидкість на нескінченно малому проміжку часу? t:
Миттєва швидкість тіла в будь-якій точці криволінійної траєкторії направлена ??по дотичній до траєкторії в цій точці.
При русі тіла по криволінійній траєкторії його швидкість змінюється за модулем і напрямком. Зміна вектора швидкості за деякий малий проміжок часу? T можна задати за допомогою вектора. Миттєвим прискоренням (або просто прискоренням) тіла називають межу відношення малого зміни швидкості до малого проміжку часу? T, протягом якого відбувалася зміна швидкості:
Напрям вектора прискорення у разі криволінійного руху не збігається з напрямком вектора швидкості. Складові вектора прискорення називають: дотичним (тангенціальним) і нормальним прискореннями.
Дотичне прискорення вказує, наскільки швидко змінюється швидкість тіла по модулю:
Вектор спрямований по дотичній до траєкторії.
Нормальне прискорення вказує, наскільки швидко швидкість тіла змінюється за напрямком. Криволінійний рух можна уявити, як рух по дугам кіл (рис. 3).
Рис. 3 Рух по дугам кіл
Нормальне прискорення залежить від модуля швидкості? і від радіуса R кола, по дузі якій тіло рухається в даний момент:
Вектор завжди спрямований до центру кола. Модуль повного прискорення дорівнює:
Висновок
Історія кінематики боргу та цікава. Ще з давніх часів, Арістотель працював над нею. Перш, ніж отримати повне уявлення про механіки було зроблено безліч помилок і проведено безліч дослідів. Знаючи невелику передісторію кінематики, учню буде набагато легше ознайомитися з її основними поняттями.
Основними фізичними величинами в кінематиці матеріальної точки є пройдений шлях l, переміщення, швидкість і прискорення. Шлях є скалярною величиною. Переміщення, швидкість і прискорення - величини векторні. Щоб задати векторну величину, потрібно задати її модуль і вказати напрямок. Векторні величини підкоряються певним математичним правилам. Вектора можна проектувати на координатні осі, їх можна складати, віднімати і т. Д.
Таким чином, кінематика найв...
