(1)Все тела в окружающем нас пространстве находятся в состоянии покоя или движения. Механическое движение представляет собой изменение положения тел или частей тела относительно друг друга. Движение и покой относительны, так как определяются выбором системы отсчета.

Основная задача механики - определить положение тела в пространстве в любой момент времени.

Кинематика - раздел механики, изучающий движение тел без рассмотрения причин, вызывающих это движение. Описать движение - значит в каждый момент времени указать его положение в пространстве по отношению к выбранной системе отсчета. Часто для решения задач кинематики используют идеализированные объекты (модели тел). Движение тел происходит в пространстве и во времени. Для решения основной задачи механики необходимо задать систему отсчета (СО).

СО - это тело отсчета, связанная с ним система координат и способ измерения времени (часы).

Движение объектов в системе отсчета описывается траекторией, являющейся основной характеристикой движения. Траектория - непрерывная линия, которую описывает тело или его части во время движения в данной СО. Форма траектории может быть различной.

Путь - расстояние, пройденное телом (материальной точкой) вдоль траектории. Путь - величина скалярная. Материальной точкой называется тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Абсолютно твёрдым телом называется тело, деформацией которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Абсолютно твёрдое тело можно рассматривать как систему материальных точек, жестко связанных между собой.

Виды движения по форме траектории:

для материальной точки - прямолинейное, криволинейное;

для твердого тела - поступательное, вращательное.

Поступательное движение.

Поступательное движение - это такое движение, при котором любой выделенный в теле отрезок остается параллельным самому себе.Классическим примером на эту тему является движение кабинок колеса обозрения (рис. 1.4). Этот пример наглядно показывает, что поступательное движение - совсем не обязательно прямолинейное. Очевидно, что число степеней свободы тела в этом случае равно трем, так как достаточно описать движение какой-нибудь одной точки тела (например, точки А на рис. 1.5). Траектории всех остальных точек (например, точки В на рис. 1.5) могут быть получены путем "параллельного" переноса.

Рис. 1.4.	Рис. 1.5.

Допустим, закон движения точки А задан в виде

(1.2)

Тогда закон движения точки В будет иметь вид

(1.3)

где - вектор, проведенный от точки А к точке В.

Скорость точки А

(1.4)

скорость точки В

(1.5)

так как - вектор, постоянный по величине (абсолютно твердое тело) и направлению (поступательное движение).

Ускорения точек А и В также равны между собой:

(1.6)

Таким образом, кинематика поступательного движения твердого тела в принципе ничем не отличается от кинематики материальной точки.

(2)По зависимости скорости и ускорения от времени все механические движения делятся на равномерное, равнопеременное (равноускоренное и равнозамедленное) и неравномерное. Рассмотрим кинематические характеристики и кинематические уравнения.

1. Прямолинейное движение. Прямолинейное равномерное движение.

Направление движения задается осью ОХ. Ускорение а = 0 (а_n = 0, а_τ = 0), скорость v = const, путь s = v∙t,

координата x = x₀ v∙t, где x₀ - начальная координата тела на оси ОХ. Путь - величина всегда положительная. Координата может быть и положительной и отрицательной, поэтому в уравнении, задающем зависимость координаты от времени, перед величиной v∙t в уравнении стоит знак плюс, если направление оси ОХ и направление скорости совпадают, и знак минус, если они противоположно направлены.

Прямолинейное равнопеременное движение.

Ускорение а = а_τ = const, а_n = 0, скорость ,

путь , координата .

Перед величиной (at) в кинематическом уравнении для скорости знак плюс соответствует равноускоренному движению, а знак минус - равнозамедленному движению. Это замечание верно и для кинематического уравнения пути, разные знаки перед величинами (at²/2) соответствуют разным видам равнопеременного движения. В уравнении для координаты знак перед (v₀t) может быть и плюс, если направления v₀ и оси ОХ совпадают, и минус, если они направлены в разные стороны.

Разные знаки перед величинами соответствуют равноускоренному или равнозамедленному движениям.

Прямолинейное неравномерное движение.

Ускорение а = а_τ ≠ const, а_n = 0,

скорость , путь .

2. Поступательное движение

Использование тех или иных законов для описания поступательного движения зависит от его траектории.

3. Вращательное движение.

Отметим, что решение всех задач на вращательное движение твердого тела вокруг неподвижной оси аналогично по форме задачам на прямолинейное движение точки. Достаточно заменить линейные величины s, v_х, a_х на соответствующие угловые величины φ, ω, β, и мы получим все закономерности и соотношения для вращающегося тела.