Кинематические характеристики движения материальной точки

Основные этапы развития.

· Древний и средневековый (донаучный) - от времени Аристотеля до начала XVIIв.

· Этап классической физики (Галилео Галилей и Исаак Ньютон-основатели) - до конца XIXв.

· Этап современной физики. (Новый подход- квантовый, Макс Планк) - к началу XXв.

Классическая физика - физика до появления квантовой теории и теории относительности. Основы кл. ф. заложены в эпоху возрождения рядом учёных, особенно выделяют Ньютона- создателя классической механики.

Основана на:

- Причины однозначно определяют следствия (детерминизм)

-Пространство и время являются абсолютными

-Изменения любых величин, характеризующих физическую систему, являются непрерывными

Фундаментальные теории кл. ф.:

-Классическая механика

-Термодинамика и статическая физика

-Классическая электродинамика

Квантовая физика - раздел теоретической физики, в которой изучаются квантово- механические и квантово-полевые системы и законы их движения. Основные законы квант. ф. изучаются в рамках квант. мех. и квант. Теории поля и применяются в др. разделах физики.

Механическое движение -процесс изменения положения данного тела в пространстве с течением времени относительно другого тела, которое мы считаем неподвижным. Тело отсчёта - тело, относительно которого определяется положение другого тела.

Пространство:

1). Обычное (физическое)-трёхмерное пространство повседневного мира, в котором определяется положение физических тел, в котором происходит механическое движение.

2). Векторное (линейное)- математическая структура, которая представляет собой набор элементов, называемых векторами, для которых определены операции сложения друг с другом и умножения на число — скаляр.

Время - мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития, а также одна и координат единого пространства- времени, представления о котором развиваются в теории относительности.

Абстракции:

Материальная точка: понятие применяется к телу, у которого пространственные размеры условно сведены к нулю (т. е. при движении м. т. не может возникнуть внешнее сопротивление трения, нет смысла рассуждать о жесткости, деформации и собственном вращении).

Твёрдое тело: применение этого понятия лишает движущееся тело возможности деформироваться.

2. Кинематика материальной точки - раздел кинематики, изучающий математическое описание движения материальных точек. Основной задачей кинематики является описание движения при помощи математического аппарата без выяснения причин, вызывающих это движение.

Система отсчёта - совокупность системы координат и часов, связанных с телом, относительно которого изучается движение.

-Неподвижная с. о.

-Подвижная с. о.

-Инерциальная с. о.

-Неинерциальная с. о.

Траектория материальной точки - линия в пространстве, по которой движется тело, представляющая собой множество точек, в которой находилась, находится или будет находится материальная точка при своём перемещении в пространстве относительно выбранной системы отсчёта.

Радиус- вектор - вектор, начало которого находится в начале выбранной системы отсчёта, а конец в точке, характеризующей положение рассматриваемого тела в момент времени-
Способы описания движения материальной точки:

1). Векторный - описание изменения радиус- вектора материальной точки в пространстве с течением времени.

2). Координатный - описание изменения во времени координат точки в выбранной системе отсчёта.

3). Естественный - описание движения вдоль траектории (когда траектория точки заранее известна).

Кинематические характеристики движения материальной точки

- Траектория движения

- Перемещение

- Пройденный путь

- Координаты

- Скорость

- Ускорение

Перемещение =∆ = - - направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение материальной точки с её последующим положением. Векторная величина.

Скорость = – векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направленное движение материальной точки относительно выбранной системы отсчёта.

Ускорение – физическая величина, определяющая быстроту изменения скорости тела, т. е. производная от скорости по времени.

Средняя скорость. – усреднённая характеристика скорости движущегося тела: скалярная и векторная =

Среднее ускорение - физическая величина, равная отношению вектора изменения скорости к интервалу времени, за которое оно произошло. = ;

Равномерное прямолинейное движение - движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

Равнопеременное прямолинейное движение (равноускоренное, равнозамедленное) - движение, при котором модуль скорости за любые равные интервалы времени изменяются на равную величину.

3. Криволинейное движение – движение, траектория которого представляет собой кривую линию.

Полное ускорение: при криволинейном движении складывается из тангенциального и нормального ускорений по правилу сложения векторов и определяется формулой = + ; =

Тангенциальное ускорение: характеризует быстроту изменения скорости движения по численному значению и направлена по касательной к траектории =

Нормальное ускорение: характеризует быстроту изменения скорости по направлению =