Кинематикой называется раздел механики, в котором изучается движение материальных точек и твердых тел с чисто геометрической точки зрения, то есть без учета причин, вызывающих это движение.
Раздел "Кинематика" структурно делят на две части -- кинематику точки и кинематику движения твердых тел. Судят о движении тел по характеру движения его точек. Поэтому предметом кинематики является исследование способов задания движения точки и определения характеристик их движения.
К задачам кинематики относятся:
- Описание движения - т. е. установление зависимостей (уравнений движения), с помощью которых можно определить положение точки или тела относительно выбранной системы отсчета в любой интересующий нас момент времени.
- Определение характеристик движения интересующих нас точек (или тел) в выбранной системе отсчета из уравнений движения или на основании каких-либо других данных.
Механическим движением называют изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
Рассмотрение любого движения начинают с выбора системы отсчета, включающей в себя: тело отсчета, систему координат и приборы для исследования движения.
Материальная точка - модель тела, размерами которого в рассматриваемых условиях можно пренебречь.
Траектория - линия, вдоль которой движется тело.
Путь - длина траектории.
Перемещение - вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела.
Положение тела в пространстве задается радиус-вектором или тремя его проекциями на оси координат.
Следовательно, закон движения - это зависимость радиус-вектора от времени или зависимость координат во времени.
где - радиус-вектор, x, y, z - координаты тела.
Скорость тела - векторная физическая величина, характеризующая изменение положения тела в пространстве с течением времени.
Ускорение - векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости.
Различные способы задания движения, их особенности, достоинства и недостатки представлены в таблице 1.
Таблица 1