Механи́ческим движе́нием называют изменение пространственного положения тела или его частей относительно других тел с течением времени .

При этом тел приводит к изменению их скоростей или к их деформации . Механическое движение изучает механика . Раздел механики, описывающий геометрические свойства движения без учёта причин, его вызывающих, называется кинематикой ; причины же движения изучает динамика .

В более общем значении движением называют изменение состояния физической системы с течением времени. Например, можно говорить о движении волны в среде.

Относительность движения

Для описания движения следует выбрать систему отсчёта , состоящую из системы координат (для указания положения в пространстве) и часов (для указания времени). Вообще говоря, движение тела зависит от выбора системы отсчёта, т.е. относительно. Не указав систему отсчёта, не имеет смысла говорить о движении.

Виды механического движения

Механическое движение можно рассматривать для разных механических объектов:

• Движение материальной точки полностью определяется изменением её координат во времени (например, для плоскости — изменением абсциссы и ординаты ). Изучением этого занимается кинематика точки . В частности, важными характеристиками движения являются траектория материальной точки , перемещение , скорость и ускорение .
  • Прямолинейное движение точки (когда она всегда находится на прямой, скорость параллельна этой прямой)
  • Криволинейное движение — движение точки по траектории, не представляющей собою прямую, с произвольным ускорением и произвольной скоростью в любой момент времени (например, движение по окружности ).
• Движение твёрдого тела складывается из движения какой-либо его точки (например, центра масс) и вращательного движения вокруг этой точки. Изучается кинематикой твёрдого тела .
  • Если вращение отсутствует, то движение называется поступательным и полностью определяется движением выбранной точки. Движение при этом не обязательно является прямолинейным.
  • Для описания вращательного движения — движения тела относительно выбранной точки, например закреплённого в точке, — используют Углы Эйлера . Их количество в случае трёхмерного пространства равно трём.
  • Также для твёрдого тела выделяют плоское движение — движение, при котором траектории всех точек лежат в параллельных плоскостях, при этом оно полностью определяется одним из сечений тела, а сечение тела — положением любых двух точек.
• Движение сплошной среды . Здесь предполагается, что движение отдельных частиц среды довольно независимо друг от друга (обычно ограничено лишь условиями непрерывности полей скорости), поэтому число определяющих координат бесконечно (неизвестными становятся функции).

Геометрия движения

• По окружности (см. Первая космическая (круговая) скорость );
• По эллипсу;
• По параболе (см. Вторая космическая (параболическая) скорость ), под действием однородного гравитационного поля;
• По гиперболе;
• Равномерное движение;
  • Квадратриса;
  • Кривая погони . Эволюта (огибающая нормалей) трактрисы : ${\displaystyle y(x)=a~\operatorname {ch} {\frac {x}{a}}}$ ( цепная линия , поверхность которой — катеноид );
• Под действием однородного гравитационного поля;
  • Кривая скорейшего спуска;
  • Лемниската Бернулли : материальная точка , движущаяся по кривой под действием однородного гравитационного поля , пробегает за то же время, что и соответствующую хорду . При этом ось лемнискаты составляет угол ${\displaystyle 45^{\circ }}$ с вектором напряжённости поля, а центр лемнискаты совпадает с исходным положением движущейся точки.

См. также

• Инерциальная система отсчёта
• Специальная теория относительности

Примечания

Литература

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, стереотипное. — М. .: Физматлит, 2006. — Т. I. Механика. — 560 с.
• «Справочник по физике» / Под ред. Б. М. Яворский, А. А. Детлаф . — М.: «Наука», 1980. — 507 с.

Ссылки