Тема 1Механическое движение

Главная задача механики — узнать, где окажется тело в любой момент времени. Но сначала нужно договориться, относительно чего мы следим за движением.

Система отсчёта

Одно и то же движение выглядит по-разному, если смотреть на него с разных тел. Поэтому сначала выбирают:

1. тело отсчёта — относительно него определяют положение;
2. систему координат, связанную с телом отсчёта;
3. часы — прибор для измерения времени.

Материальная точка

Самолёт на карте рейса Москва — Симферополь — просто точка. А при фигуре высшего пилотажа важно, как он поворачивается, и точкой его считать нельзя.

Тело можно считать материальной точкой, если:

• его размеры много меньше расстояний, которые оно проходит;
• оно движется поступательно — все его точки движутся одинаково.

Траектория, путь, перемещение

Путь — скалярная величина: он не бывает отрицательным и со временем только растёт. Перемещение — вектор: у него есть направление. Путь и модуль перемещения совпадают, только если тело движется по прямой в одну сторону.

Координата и проекция перемещения

Пусть тело движется вдоль оси $OX$ из точки с координатой $x_0$ в точку $x$. Проекция перемещения на ось:

Проекция положительна, если тело сместилось по направлению оси, и отрицательна, если против оси.

Пример решения

Два поезда вышли из точки с координатой $x_0=60$ км в разные стороны: первый прошёл 50 км по направлению оси, второй — 80 км против оси. Найдите их координаты и расстояние между ними.

$x_1=60+50=110$ км, $x_2=60-80=-20$ км, $l=x_1-x_2=110-(-20)=130$ км.

Относительность движения

Траектория, путь, перемещение и скорость зависят от системы отсчёта. Точка на конце лопасти вертолёта относительно кабины движется по окружности, а относительно земли — по сложной кривой.