Величини, що описують рух
Розділ фізики, що вивчає поведінку рухомих об’єктів, називається кінематикою. У кінематиці часто розглядаються руху саме матеріальної точки. Знаючи, що таке рух, слід перерахувати основні елементи, які безпосередньо з ним пов’язані:
- Траєкторія – уявна лінія в просторі, уздовж якого переміщається тіло. Вона може бути прямолінійною, параболічної, еліптичної і так далі.
- Шлях (S) – це відстань, що проходить матеріальна точка в процесі свого руху. Шлях в системі СІ вимірюється в метрах (м).
- Швидкість (v) – фізична величина, яка визначає, яку відстань проходить матеріальна точка за одиницю часу. Вимірюється в метрах за секунду (м/с).
- Прискорення (a) – величина, що описує зміну швидкості руху матеріальної точки. Вона в СІ виражається в м/c2.
- Час руху (t).
Закони руху. Їх математична формулювання
Розібравшись, що таке рух і які величини його визначають, можна записати вираз для шляху: S = v*t. Рух, що описується цим рівнянням, називається рівномірним прямолінійним. Якщо ж швидкість матеріальної точки змінюється, тоді слід записати формулу для шляху так: S = v0*t+a*t2/2, тут швидкість v0 називається початковою (в момент часу t=0). У будь-який інший момент часу t швидкість матеріальної точки визначається за формулою: v = v0 + a*t. Цей тип руху називається прямолінійним рівноприскореним (равнозамедленным).
Розглянуті формули є досить простими, оскільки застосовуються для прямолінійного руху. В природі ж часто зустрічаються переміщення об’єктів по криволінійних траєкторіях. В цих випадках важливо враховувати векторні властивості швидкості і прискорення. Наприклад, одним з простих рухів по криволінійній траєкторії є переміщення матеріальної точки по колу. В цьому випадку вводять поняття доцентрового прискорення, яке визначає зміна не модуля швидкості, а її напрямки. Це прискорення обчислюється за формулою: a = v2/R, де R – радіус кола.
