КИНЕМАТИКА

Кинематикой называется раздел теоретической механики, в котором механическое движение изучается без выяснения его причин, с чисто геометрической точки зрения. Название раздела происходит от греческого слова (движение).

Слово "движение" как философская категория обозначает всякое изменение в окружающем нас материальном мире. Механическое движение - это наиболее простой вид движения материи, состоящий в простом изменении взаимного положения тел.

Скажем более полно и точно: механическим движением называется изменение положения тела в пространстве, происходящее с течением времени и наблюдаемое относительно некоторого другого тела, условно принятого за неподвижное.

Условно неподвижное тело, по отношению к которому фиксируются положения движущегося тела в различные моменты времени, называется телом отсчета. Система координатных осей, неизменно связанная с телом отсчета, будет определять пространство, в котором происходит движение.

Физическое пространство трехмерно и евклидово. Это означает, что все измерения в нем осуществляются на основе правил обычной (школьной) геометрии - планиметрии и стереометрии. Основной единицей для измерения расстояний служит 1 метр (м), для измерения углов - 1 радиан (рад).

Время рассматривается в кинематике как непрерывно изменяющаяся скалярная величина t, играющая роль независимого переменного (аргумента). Все другие кинематические величины (расстояния, углы, скорости и т.д.) считаются зависящими от времени (функциями времени). Считается, что течение времени не зависит от выбора тела отсчета и происходит одинаково во всех точках пространства. За основную единицу времени принимается 1 секунда (с).

Указанные представления (модели) пространства и времени были разработаны великим основоположником теоретической механики И. Ньютоном (1642 - 1727) и носят названия абсолютного пространства и абсолютного времени. Эти понятия и сегодня остаются одними из основных в теоретическом естествознании, хотя последующее развитие науки привело к их некоторому пересмотру и уточнению.

Совокупность системы координат и прибора для отсчета времени (часов) образуют систему отсчета. Поскольку, однако, ход времени в кинематике не зависит от выбора системы координат (имеется одно время для всех систем координат), под системой отсчета часто понимают только саму систему координат.

В кинематике решаются две основные задачи.

Первая задача кинематики состоит в установлении способов задания движения. Задать (описать) движение тела - значит указать способ, позволяющий определить положение тела в любой наперед заданный момент времени. В общем случае это делается при помощи кинематических уравнений движения. Вторая задача кинематики состоит в определении по уравнениям движения всех кинематических величин, характеризующих как движение всего тела в целом (скорости и ускорения поступательной части движения, угловой скорости и углового ускорения тела), так и движения отдельных точек тела (траекторий точек, скоростей и ускорений точек и т.д.).