Кинематика

Содержание

Слайд 2

§2. Кинематика материальной точки I. Закон движения Кинематика — раздел механики,

§2. Кинематика материальной точки

I. Закон движения

Кинематика — раздел механики, изучающий механическое

движение без рассмотрения его причин.

Радиус-вектор материальной точки — вектор, соединяющий начало отсчёта и материальную точку.

Кинематический закон движения материальной точки (закон движения):

Слайд 3

§2. Кинематика материальной точки II. Системы координат 1. Декартова система координат Длина (модуль, абсолютная величина) радиуса-вектора

§2. Кинематика материальной точки

II. Системы координат

1. Декартова система координат

Длина (модуль, абсолютная

величина) радиуса-вектора
Слайд 4

§2. Кинематика материальной точки 2. Сферическая система координат φ — азимутальный

§2. Кинематика материальной точки

2. Сферическая система координат

φ — азимутальный угол, θ

— полярный угол

Связь сферических координат с декартовыми:

Слайд 5

§2. Кинематика материальной точки 3. Цилиндрическая система координат Связь цилиндрических координат

§2. Кинематика материальной точки

3. Цилиндрическая система координат

Связь цилиндрических координат с декартовыми:

Частный

случай: полярная система координат (при z = 0)

Результат решения задачи не должен зависеть от выбора системы координат!

Слайд 6

III. Кинематические параметры 1. Перемещение Перемещение (смещение) — приращение радиуса-вектора. Траектория.

III. Кинематические параметры
1. Перемещение
Перемещение (смещение) — приращение радиуса-вектора.
Траектория. Уравнение траектории
Траектория материальной

точки — кривая, описываемая точкой при её движении.

§2. Кинематика материальной точки

[r] = м

Путь ΔS — длина участка траектории.
Δr ≠ ΔS!

Слайд 7

Для того чтобы найти уравнение траектории, нужно исключить время из кинематического

Для того чтобы найти уравнение траектории, нужно исключить время из кинематического

закона движения в координатной форме:
(для двумерного движения)
2. Скорость
Скорость — векторная ФВ, характеризующая быстроту движения.
Средняя скорость
Δt = t2 – t1
Мгновенная скорость
Вектор мгновенной скорости направлен по касательной к траектории.

§2. Кинематика материальной точки

Слайд 8

Средняя путевая скорость §2. Кинематика материальной точки

Средняя путевая скорость

§2. Кинематика материальной точки

Слайд 9

Обратная задача Дано , найти За малое время dt материальная точка

Обратная задача
Дано , найти
За малое время dt материальная точка совершает перемещение
Просуммируем

все малые перемещения, т. е. проведём интегрирование по времени:
— начальный радиус-вектор
3. Ускорение
Ускорение — векторная ФВ, характеризующая скорость изменения скорости материальной точки.
Среднее ускорение

§2. Кинематика материальной точки

Слайд 10

Мгновенное ускорение Обратная задача Дано , найти — начальный радиус-вектор, —

Мгновенное ускорение
Обратная задача
Дано , найти
— начальный радиус-вектор, — начальная скорость

§2. Кинематика материальной

точки
Слайд 11

Пример решения обратной задачи 1) Равномерное движение: 2) Равноускоренное движение: IV.

Пример решения обратной задачи
1) Равномерное движение:
2) Равноускоренное движение:
IV. Криволинейное движение
Орты естественной

системы координат
— единичный вектор, направленный по касательной к траектории по направлению движения
— единичный вектор, направленный по нормали к траектории в сторону её вогнутости

§2. Кинематика материальной точки

Слайд 12

ρ — радиус кривизны траектории При Δt → 0 aτ —

ρ — радиус кривизны траектории
При Δt → 0
aτ — тангенциальное (касательное) ускорение
an —

нормальное (центростремительное) ускорение

§2. Кинематика материальной точки

Слайд 13

I. Виды движения Поступательное движение — движение, при котором любая прямая,

I. Виды движения
Поступательное движение — движение, при котором любая прямая, соединяющая

две точки движущегося тела, перемещается параллельно самой себе.
Вращение вокруг неподвижной оси (вращательное движение) — движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, лежащим в параллельных плоскостях, таким, что центры этих окружностей лежат на одной прямой, называемой осью вращения.
Плоское движение — движение, при котором все точки тела движутся в параллельных плоскостях.
Плоское движение = поступательное движение + вращательное движение.
Сферическое движение (вращение вокруг неподвижной точки) — движение, при котором все точки тела движутся по сферам, центры которых находятся в одной точке, называемой центром вращения.
Другие случаи – сложное движение.

§3. Кинематика твёрдого тела

Слайд 14

II. Угловые кинематические параметры 1. Угловое перемещение Вектор углового перемещения для

II. Угловые кинематические параметры
1. Угловое перемещение
Вектор углового перемещения для малых угловых

перемещений
Направление — по правилу правого винта.
Угол φ — скалярная ФВ, характеризующая поворот тела.
Закон вращательного движения твёрдого тела

§3. Кинематика твёрдого тела

Слайд 15

[φ] = рад (радиан) 2. Угловая скорость Угловая скорость — векторная

[φ] = рад (радиан)
2. Угловая скорость
Угловая скорость — векторная ФВ, характеризующая

быстроту и направление вращения.
3. Угловое ускорение
Угловое ускорение — векторная ФВ, характеризующая быстроту и направление изменения угловой скорости.
При вращении вокруг неподвижной оси

§3. Кинематика твёрдого тела

Слайд 16

4. Частота вращения Частота вращения — скалярная положительная ФВ, характеризующая быстроту

4. Частота вращения
Частота вращения — скалярная положительная ФВ, характеризующая быстроту вращения,

равная числу оборотов тела вокруг оси вращения за единичный промежуток времени.
5. Период вращения
Период вращения — скалярная положительная ФВ, характеризующая быстроту вращения, равная времени, за которое вращающееся тело совершает один полный оборот вокруг оси вращения.

§3. Кинематика твёрдого тела