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 движенияПравить

Два стрелка неподвижны относительно друг друга, но движутся, если рассматривать другие системы отсчёта.

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 движенияПравить

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).

Геометрия движенияПравить

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: $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $y(x)=a~\operatorname {ch} {\frac {x}{a}}$ (цепная линия, поверхность которой — катеноид);
Под действием однородного гравитационного поля;
- Кривая скорейшего спуска;
  
  Время спуска под действием только силы тяжести не зависит от расположения начальной точки на дуге циклоиды
- 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 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $45^{\circ }$ с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки.
  
  Движение под действием однородного гравитационного поля

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ 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.

ЛитератураПравить

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.

СсылкиПравить

В Викисловаре есть статья «движение»

[1] 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.

[1]