Объект может изменять свое положение в пространстве относительно других предметов с течением времени. Именно так звучит определение механического движения тела, которое, с точки зрения физики, взаимодействует с остальными элементами по законам механики. Раздел, описывающий геометрические свойства такого изменения места нахождения без учета причин, называется кинематикой.
Связанные термины
С такой разновидностью передвижения взаимосвязан ряд понятий. Траектория — линия, вдоль которой движется исследуемый предмет. Ее длина — это путь. Если направление не менялось, он будет равен модулю перемещения. При смене вектора он станет больше модульной величины координат.
Этот параметр не может иметь отрицательное значение. Равным нулю бывает только в случае, когда на протяжении всего рассматриваемого временного промежутка объект покоился (стоял на месте). Относительность зависит от системы отсчета. Это совокупность координатных показателей, позволяющих определить положение в пространстве и часов для вычисления времени.
Перемещаться — значит, менять свое расположение за определенный период. Смену места нахождения можно условно изобразить в виде отрезка прямой. Его начало совпадает с исходной позицией, а конец — с конечной.
Еще один немаловажный термин — материальная точка. Им физики обозначают предмет, размерами которого при расчете можно пренебречь. Тело подразделяется на абсолютно твердое и упругое. Деформация твердого тела подчиняется закону Гука. После прекращения силового влияния полностью восстанавливается форма и первоначальные размеры. Если перестать воздействовать на упругое тело, оно не приобретет прежние объемы. Деформационное состояние сохранится.
Скорость характеризует быстроту движения. Это вектор, которому свойственно направление и место приложения. Ускорение показывает, как быстро меняется подобный показатель. В случае вращения по окружности изменяется по величине и направленности.
Основные виды
Механическое движение подразделяется на несколько категорий. Так, принято выделять:
- Передвижение материальной точки, которое предполагает смену координат во времени. Одной из его важных характеристик считается перемещение.
- Криволинейное происходит по линии, не представляющей собой прямую. Ускоряться перемещающийся предмет может произвольно.
- Поступательное характеризуется отсутствием вращения.
- Вращательное осуществляется относительно выбранного объекта, к примеру, закрепленного где-либо. Нередко бывают использованы углы Эйлера — в трехмерном пространстве их три. В качестве примера такой разновидности можно привести прыжок в воду.
- Плоское, когда все траектории лежат в параллельных плоскостях и определяются одним из сечений.
Перемена изначальной позиции сплошной среды подразумевает, что меняющие положение частицы независимы друг от друга. Поэтому количество определяющих координат бесконечно.
Геометрия движения
Одна из форм смены исходной позиции — траектория. При этом перемещение не будет равномерным или равноускоренным, так как скорость и ускорение в этом случае не удовлетворяют условиям постоянства. Существуют следующие типы движения:
- Эллиптический — по орбите в форме эллипса. Он описывается уравнением Келлера, имеющем вид: E — sin e = M. Буквами обозначаются следующие величины: E — эксцентричная, а M — средняя аномалия, e — орбитный эксцентриситет.
- По параболе — кратко его можно охарактеризовать как осуществляющийся под воздействием однородного гравитационного поля.
- Равномерный.
- Направленный по гиперболе.
- Квадратриса, то есть направленный по плоской трансцендентной кривой, определяемой кинематически.
- Происходящий по эволюте — вычисление осуществляется по формуле: r (t) + 1/k (t) * n (t). При этом n — единичный вектор нормали кривой, направленной в сторону центра кривизны (она обозначается буквой k), а r — натуральный параметр.
А также бывает перемещение Лемниската-Бернули. Это понятие обозначает материальную точку, движущуюся в заданном направлении (в форме дуги, которую удается пробежать за тот же период, что и хорду).
Одним из типов движения в физике является механическое. Независимо от его вида, для характеристики используются такие показатели, как путь, траектория, скорость, ускорение, упругое и твердое тело.
