1.1.2. Скорость и ускорение

Скорость () - это физическая величина, характеризующая быстроту пространственного перемещения тела и определяемая отношением вектора перемещения к промежутку времени, за которое это перемещении произошло:

. (1)

Модуль вектора скорости .

Перейдем к понятию средней путевой скорости (это скалярная величина):

₍₂₎

Скорость измеряется в метрах на секунду (м/с).

Равномерным поступательным называется движение, при котором за любые равные промежутки времени тело проходит равные пути ().

Ускорение () – физическая величина, характеризующая быстроту изменения вектора скорости и определяемая отношением изменения вектора скорости к промежутку времени, за которое оно произошло:

. (3)

Ускорение измеряется в метрах на секунду в квадрате (м/с²).

Равнопеременным, то есть равноускоренным или равнозамедленным, называется движение, при котором ускорение с течением времени остается неизменным ().

1.1.3. Кинематика вращательного движения

Равномерное движение по окружности () не является равноускоренным, хотя и обладает центростремительным ускорением

. (4)

Поскольку центростремительное ускорение направлено по радиусу вращения к центру окружности, а сам радиус при вращательном движении все время меняет свое пространственное положение, то, как векторная величина, .

Пусть материальная точка движется по окружности радиуса вокруг осии за время (рис. 3) радиус повернется на угол .

Рис.3. Вращательное движение

Угловая скорость () - это физическая величина, определяемая отношением угла поворотарадиусак промежутку времени, за которое этот поворот произошел:

. (5)

Особенностью вращательного движения является то, что все точки тела в любой момент времени имеют относительно оси вращения одинаковые угловые скорости . Угловая скорость измеряется в радианах на секунду (рад/с).

1.2. Динамика материальной точки

Динамика – раздел физики, изучающий движение тел и причины, вследствие которых движение возникает или изменяется его характер. Динамика оперирует понятиями скорости, ускорения, силы, массы, импульса.

1.2.1. Масса, сила, принцип суперпозиции сил

Масса () – мера инертности и гравитационного взаимодействия тел. Масса измеряется в килограммах (кг).

С массой тесно связано понятие плотности вещества.

Плотность вещества () определяется массой, заключенной в единице объема:

. (6)

Плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м³).

Сила () – мера воздействия на тело других тел или полей, в результате чего тело приобретает ускорение или деформируется. Сила - величина векторная. Понятия «сила подействовала» и «тело подействовало» – равнозначны. Сила измеряется в ньютонах (Н). При действии на тело нескольких сил их равнодействующая находится по правилу сложения векторов.

Правила сложения векторов

Векторной суммой двух векторов называют вектор, изображаемый диагональю параллелограмма, построенного на составляющих (правило параллелограмма, рис.4,а).

, где .

Тот же самый вектор можно получить по правилу треугольника (рис. 4,б), если из конца вектора отложить вектор.

Рис. 4. Сложение векторов

Результат действия на тело нескольких сил аналогичен действию на тело равнодействующей силы – это обобщение экспериментальных данных носит название принципа суперпозиции сил.

Равнодействующая всех сил, действующих на тело, равна векторной сумме этих сил:

, (7)

где - номер соответствующей силы,- число сил.