Egy pont mozgásának meghatározására szolgáló módszerek

7. LEÍRÁS A PONT KINEMATIKUSA

Mivel a kinematikában nem veszi figyelembe az erők hatását, a testek inert tulajdonságai félreteszik. Különösen alkalmazható az anyagi pont tömegének tehetetlensége - tömege. Emiatt az anyagpont és a kinematika geometriai pontjai nem különböznek egymástól, egyszerűen egy pontról beszélhetünk. A nagyon egyszerű objektum mozgásának kérdéseiből elkezdjük a kinematika kiállítását.

Egy pont mozgásának meghatározására szolgáló módszerek

Megkülönböztetni a vektor, a koordináta és a mozgás meghatározásának természetes (természetes) módjait.

A mozgás meghatározására szolgáló vektor módszer a következő.

Legyen M mozgó pont, A a referencia test (72. ábra). Az A testben tetszőleges O pontot választunk - referenciapontot, vektort hozunk létre. Ez a vektor, amelynek eredete megegyezik az O referenciaponttal, és a végét az M ponttal, az M pont sugárvektorának nevezzük. Mivel az M pont mozog, a sugárvektor folyamatosan változik az időben, tehát van egy vektorfüggvény az időben

Ha ez a függvény ismert, akkor minden alkalommal, amikor egy vektor létre lehet hozni, és így a mozgó pont abban a pillanatban található.

Az (1) függvényt az M. pont mozgásának vektorjoga (vektoregyenlet) nevezzük.

A referenciatesttel való mozgás meghatározására szolgáló koordináta-módszerhez bizonyos koordináta-rendszer, például egy Descartes-téglalap alakú koordináta-rendszer társul (73.

Egy pont mozgása akkor kerül megadásra, ha a koordinátái az idő függvényeként ismeretesek. 72

A mozgási pont aktuális koordinátáit az idő függvényében kifejező függőségeket (2) a pont mozgásegyenletének nevezzük a Descartes-koordinátákban.

Ha a pont mozog, miközben az egész síkban marad, akkor a tengelyek ugyanabban a síkban helyezkedhetnek el, és két mozgási egyenletre korlátozódnak

Amikor egy síkban mozog, gyakran poláris koordináta-rendszert használnak, pontosabban a pont helyzetét a polárszög és a poláris sugara alapján (74. Ebben az esetben a pont mozgásának egyenleteinek megvan a formája

Az űrben lévő mozgópont által leírt vonalat egy pont pályájának nevezik. A mozgás meghatározásának természetes módja, hogy meghatározza a pálya pályáját és a mozgás törvényét a pályán.

Legyen az M ponthoz tartozó görbe egy adott görbe, M a pont helyzete rajta (75. ábra). A pályát egy görbe vonalú koordináta tengelyként vesszük figyelembe, amelyre az ívek számát (pontot) és irányát választjuk (a 75. ábrán a számlálás iránya a pont jobb oldalán van kiválasztva). A plusz vagy mínusz jel által felvett ív hossza, az M ponttól a kiindulástól függően, teljesen meghatározza a pont helyét a térben, és a pont ív koordinátájának nevezzük. A pont mozgását akkor adjuk meg, ha az 5 ív koordinátáját az idő függvényében fejezzük ki

A függőség (4) egy pont mozgásának jogát nevezzük egy pályának, vagy ugyanolyan, mint egy pont mozgásának jogát természetes formában.

Írja le egy olyan mozgás egyenletét, amely egyenletesen mozog R sugarú kör mentén, és n fordulatot tesz egy perc alatt.

Kezdjük a mozgás leírásának természetes módjáról. Egy olyan pályát ábrázolunk, amelyen az R sugár középpontja az O ponton (76. ábra). Az ívek eredete kompatibilis a pont helyével a megfigyelés elején, vagyis mikor; A hivatkozás pozitív irányára a pont mozgásának irányát választjuk.

Legyen M a mozgási pont helyzete az aktuális időben. A központi szögben, amelyet a pont mozgása szerint számítunk fel, az állapotnak megfelelően tudunk írni

Itt mérik a radianok, t - másodpercek alatt.

Az ív hossza, az R kör sugara és a központi szög a geometriai összefüggéssel függ össze

Ezt az értéket pótolva megkapjuk

Ez a természetes forma törvénye.

A mozgás koordinátarendszerben történő bemutatásához először válasszon megfelelő koordináta-rendszert, például a 2. ábrán látható módon. 77. Ezután létrejönnek a koordináta szegmensek és meghatározzák a megfelelő távolsági változókat. Esetünkben:

Ha a szöget itt az idő függvényében helyettesíti, akkor a mozgás egyenleteit a koordináta formában kapjuk meg

a pontot

Legyen a koordináta egység vektorok. Majd a pont sugárvektorához a következőket kaptuk:

Az eredményül kapott egyenlet, amely az M pont idősávjának sugárvektorát fejezi ki, mozgásának vektoregyenletét szolgálja.

Kapcsolódó cikkek