ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предмет и основные понятия кинематики из "Теоретическая механика " Кинематикой называется раздел теоретической механики, изучающий движение тел лишь с геометрической стороны, вне зависимости от факторов, обусловливающих тот или иной характер этого движения. [c.160] Подобно геометрии, которая, изучая пространственные свойства тел, оставляет в стороне все остальные их материальные признаки (вес, твердость и т. д.), кинематика, рассматривая движение тел как происходящий во времени процесс непрерывного изменения их положения в пространстве, также оставляет в стороне вопрос о связи этого движения с материальной структурой тел и силами, на них действующими. Движущееся тело, следовательно, рассматривается в кинематике лишь как некоторый геометрический образ. [c.160] Кинематика целиком основывается на аксиошх и положениях геометрии, но отличается от нее тем, что кроме пространства, проходимого движущимся телом, она рассматривает еще и время, за которое совершается движение. [c.160] Кинематика имеет весьма важное значение не только для изучения последнего раздела теоретической механики—динамики, но и для исследования геометрических свойств движения частей различного рода механизмов. Прогресс техники, задачи конструирования сложных механизмов и машин привели в первой половине XIX века к выделению кинематики в самостоятельный раздел теоретической механики. Дальнейшее развитие кинематики также идет в настоящее время главным образом по пути ее приложения к конструированию и исследованию механизмов и машин. [c.160] Всякое механическое движение материального тела можно наблюдать и изучать лишь по отношению к каким-либо другим телам. Если бы в пространстве находилось только одно данное тело и не было бы других, то мы вообще были бы лишены возможности судить об изменении положения данного тела и, следовательно, о его движении. [c.161] Движение одного и того же тела относительно разных систем отсчета может быть совершенно различным. Так, для наблюдателя, находящегося на палубе парохода, какой-нибудь лежащий на ней предмет неподвижен, в то время как для наблюдателя, находящегося на берегу, он движется. Камень, брошенный вертикально вверх на палубе равномерно движущегося парохода, падает на то же место и движется, следовательно, по отношению к палубе по прямой. Для наблюдателя же, стоящего на берегу, он движется по кривой (параболе). Если какое-либо тело находится в покое по отношению к Земле, то оно же движется по отношению к Солнцу и т. д. Абсолютно неподвижных тел в природе не существует, и потому принципиально невозможно установить какую-либо абсолютно неподвижную систему отсчета. [c.161] Таким образом, понятия движение и покой являются относительными понятиями и имеют смысл только при указании системы отсчета, относительно которой они рассматриваются. Если тело изменяет свое положение относительно выбранной системы отсчета, то про такое тело говорят, что оно движется относительно этой системы отсчета если же его положение относительно системы отсчета не изменяется с течением времени, то про такое тело говорят, что оно находится в покое по отношению к данной системе отсчета. В технической практике за основную, или .неподвижную , систему отсчета обычно берется система отсчета, неподвижная относительно Земли, и движение тел по отношению к этой системе отсчета принимается (условно) за абсолютное. Нужно заметить, что для целей кинематики, рассматривающей движение тел вне зависимости от сил, на них действующих, по существу неважно, движется ли в действительности или нет система, принятая за неподвижную . [c.161] Движение тела считается известным тогда, когда мы имеем возможность определить его положение относительно выбранной системы отсчета в каждый момент времени. [c.162] Время является скалярной непрерывно изменяющейся величиной и рассматривается в задачах кинематики как независимая переменная величина (аргумент). Все другие величины, изменяющиеся с течением времени, рассматриваются как функции времени. [c.162] Подобно тому как положение точки на прямой определяется расстоянием ее от некоторой другой точки, так и данный момент времени I (данное мгновение) определяется промежутком времени, протекающим от некоторого другого момента, условно принятого в данной задаче за начальный момент времени, т. е. за начало отсчета времени. Для начального момента времени можно принять, следовательно, значение переменной I равным нулю. Тогда моменты времени / и 4 определяются соответственно промежутками времени и отделяющими их от начального момента времени, а промежуток времени между моментами времени и —разностью — 1. [c.162] Различные точки тела совершают, вообще говоря, различные движения. Поэтому изучение движения обычно начинается с так называемой кинематики точки, т. е. с установления кинематических характеристик движения отдельной материальной точки. Такой подход к изучению кинематики не является оторванной от практики абстракцией. [c.162] Движение всякого тела складывается из движений отдельных его точек. Умея определять движение отдельной точки, мы сумеем определить и движение всего тела. Кроме того, как мы увидим в дальнейшем, для сунодения о движении тела в целом в ряде случаев достаточно знать движение только одной его точки. [c.162] В процессе своего движения точка последовательно занимает различные положения относительно принятой системы отсчета, причем эти положения непрерывно следуют одно за другим. [c.162] Геометрическое место положений движущейся точки в рассматриваемой системе отсчета называется траекторией этой точки. [c.162] Форма траектории зависит, конечно, от выбора системы отсчета. Это ясно хотя бы из приведенного выше примера с камнем, брошенным на палубе движуш,егося парохода. Всякая классификация движений носит относительный характер и имеет смысл только тогда, когда эти движения рассматриваются относительно одной и той же системы отсчета. [c.163] Если точка в равные, произвольно взятые, промежутки времени проходит пути одинаковой длины, то движение точки называежя равномерным, в противном случае движение точки называежя неравномерным или переменным. [c.163] Движение точки характеризуется признаками, уста-навливашыми каждой из двух данных выше классификаций. Как прямолинейное, так и криволинейное движение точки может одновременно быть или равномерным, или неравномерным (переменным) движением. [c.163] Вернуться к основной статье