В окружающем нас мире все находится в непрерывном движении. Например, движутся автомашины, электроны в линиях электропередач, кровь в кровеносных сосудах. В движении участвуют молекулы и атомы, из которых состоят все тела. Самый простой вид движения - это механическое движение.

Механическим движением тела называют изменение пространственного положения тела (или его частей) относительно других тел с течением времени.

В качестве примеров такого движения можно привести движения теплоходов, мотоциклов, падение дождевых капель и снежинок, движение футбольного мяча и хоккейной шайбы и т.д.

Движение тел описывается законами механики. Механика – это наука об общих законах движения тел. Основной задачей механики является определение положения тела в любой момент времени. Чтобы решить основную задачу механики нужно найти математическое описание движения, т.е. установить связи между величинами, характеризующими механическое движение. По характеру решаемых задач механику делят на кинематику и динамику.

Кинематика изучает механическое движение тел, не рассматривая причины, которыми это движение было вызвано.

Причины, обусловливающие движение тела, рассматриваются в динамике.

Чтобы описать механическое движение тела необходимо знать положение этого тела в пространстве в любой момент времени.

Эта задача осложняется тем, что любое тело объемно, т.е состоит из частей, занимающих различное положение в пространстве. Указать положение тела при его движении можно лишь в том случае, когда размеры и форма его несущественны. Например, при описании движения пули к мишени нет необходимости учитывать размеры пули, поскольку они по сравнению расстоянием до мишени не значительны. И в данном случае пулю можно принять за точку. Поэтому в механике часто используется простейшая физическая модель - материальная точка.

Материальная точка – это обладающее массой тело, размерами, формой и вращением которого можно пренебречь при решении определенной задачи.

Например, изучая движение вокруг Солнца, Землю можно считать материальной точкой, так как радиус Земли много меньше расстояния от Земли до Солнца.

Но тело спортсмена делающего сальто в воздухе, нельзя представить материальной точкой, так как в этом случае размеры тела и расстояние, преодолеваемое спортсменом, соизмеримы.

Очень важным понятием при описании движения тела является понятие траектории.

Траектория - это непрерывная линия, по которой движется материальная точка.

Примерами траектории являются: линия, рисуемая мелом на доске или карандашом в тетради, след в небе от выхлопных газов реактивного самолета, искры, летящие при сварке. Если траектория перемещения – прямая линия, то движение точки называется прямолинейным, а если кривая – то криволинейным.

Траектория движения одного и того же тела различна в различных системах отсчета.

Под системой отсчета понимают совокупность следующих компонент: тела отсчета, связанной с ним системы координат и часов.

Тело отсчета – это произвольно выбранное физическое тело, относительно которого определяется положение данного движущегося тела (или материальной точки).

Например, при описании движения Земли и планет за тело отчета принимается Солнце, а при описании механического движения искусственных спутников Земли в качестве тела отсчета обычно рассматривают Землю.

Итак, если тело отсчета определено, то положение относительно него можно задать с помощью системы координат или радиус-вектора, если известны расстояние от начала координат до данной точки и направление движения.

В первом случае положение любой точки в пространстве определяется координатами этой точки. Через тело отсчета (это будет началом координат) проводят три взаимно перпендикулярные оси ОХ, ОУ, ОZ – оси координат. Для определения положения точки в пространстве используются три координаты х, у, z. Когда точка движется, ее координаты изменяются с течением времени.

Математически это принято записывать

Х= Х(t)

У= У(t)

Z= Z(t)

Во втором случае используют радиус-вектор - направленный отрезок, проведенный из начала координат в данную точку. Его принято обозначать

1-1-1Положение точки будет определено с помощью радиуса-вектора, если известны его модуль (длина) и направление в пространстве.

При движении точки радиус – вектор с течением времени будет изменяться: поворачиваться и менять длину, т.е. радиус-вектор также является функцией

Время измеряют с помощью часов, от точности такого измерения зависит точность, с которой рассчитывается положение тела в какой-либо момент времени.

Результирующее расстояние, которое проходит точка, двигаясь из начального положения в конечное, определяет положительная скалярная величина – путь.

Путь – это расстояние пройденное материальной точкой вдоль траектории движения. Единица измерения пути - метр (м).

Перемещение – это вектор, соединяющий начальное и конечное положение тела; он направлен от начальной точки движения тела к конечной.

Итак, в кинематике изучают движение тел, без рассмотрения причин, которыми это движение было вызвано. Для правильного описания математической модели движения были введены специальные понятия: материальная точка, система отсчета, траектория, путь, перемещение. Следует всегда различать понятия пути и перемещения. Путь – величина скалярная, а перемещение – векторная.