Наиболее простым движением тел является поступательное движение. Рассмотрим особенности такого движения.
Однако, чаще всего в кинематике тела считаются абсолютно твердыми. У абсолютно твердого тела расположение всех его точек относительно друг друга не меняется.
Неподвижность точек тела друг относительно друга не означает неподвижность в Системе Отсчета. При этом возможны два случая: точки тела могут менять свое положение по-разному, а могут – одинаково.
Если все точки абсолютно твердого тела движутся по одинаковым траекториям в принятой Системе Отсчета, то такое движение называется поступательным. Если точки тела движутся по окружностям (не обязательно одного радиуса), центры которых лежат на одной прямой, такое движение называется вращательным, причем эта прямая называется осью вращения.
Часто встречаются промежуточные случаи – когда точки тела движутся по неодинаковым траекториям. В таком движении есть обе составляющих – как поступательная, так и вращательная.
Наиболее простым движением тела является поступательное. Оно и изучается в первую очередь.
Особенности поступательного движения
Из определения поступательного движения следует первая его особенность – все точки тела, движущегося поступательно, движутся по одинаковым, смещенным друг относительно друга, траекториям. То есть все эти траектории представляют собой фигуры одной формы и размера.
Вторая особенность – прямая, проведенная через две любые точки тела всегда остается параллельна самой себе в другие моменты времени. То есть, ориентация тела в пространстве не меняется.
Третья особенность – поскольку все точки тела движутся по одинаковым траекториям, нет необходимости описывать движение всех точек. Кинематика поступательного движения тела учитывает движение только одной точки тела потому, что для остальных точек это движение будет таким же самым (напомним, что кинематика изучает только движение тела, не рассматривая взаимодействя с другими телами). Как правило, при этом принимается, что вся масса тела сосредоточена в этой точке, и такая точка называется «материальной», а ее положение внутри тела совпадает с центром масс.
Динамика поступательного движения тела (она изучает причины движения) также, как правило, рассматривает одну материальную точку, однако, при этом, в зависимости от ситуации, может потребоваться учет размеров тела.
Примеры поступательного движения
Примером поступательного движения является любое движение, во время которого тело не меняет свою ориентацию. Движение поезда, трамвая, автомобиля или самолета по прямой, движение поршня в цилиндре, движение лифта в шахте, движение груза, поднимаемого на веревке – все это примеры поступательного движения.
Поступательное движение – это не обязательно движение по прямой. Например, кабина в Колесе Обозрения движется поступательно, хотя траектории движения ее точек – окружности. Однако, поскольку эти окружности одинаковы, и ориентация кабины в пространстве не меняется – ее движение поступательное, хотя движение самого Колеса Обозрения является вращательным.
Что мы узнали?
Поступательное движение – это движение, при котором все точки твердого тела движутся по одинаковым, смещенным друг относительно друга, траекториям, представляющим одинаковые фигуры.
