Прямолинейное движение

В общем случае движение всякого тела происходит в трехмерном пространстве, поэтому траектория движения и все остальные параметры движения имеют трехмерный характер, однако, использование систем координат приводит к тому, что можно разложить движение по координатным составляющим, имеющим характер прямолинейного движения, т.е. представлять любое движение как векторную сумму прямолинейных движений. Поэтому изучение свойств и характеристик прямолинейного движения дает возможность изучить свойства и характеристики любого движения.

В основе всех законов движения лежит принцип; утверждающий, что движение несотворимо и неуничтожимо. Оно может лишь передаваться от одного тела к другому. Мерой количества движения при этом служит импульс – произведение массы тела на его скорость:

P = M V

Сам же принцип несотворимости и неуничтожимости движения формулируется в виде закона сохранения импульса. Скоростью определяется также кинетическая энергия тела:

=

и связанный с ней закон сохранения энергии. Однако имеется существенное различие между законом сохранения энергии и законом сохранения импульса. Энергия может превращаться в энергию других видов движения, например: кинетическая энергия может превращаться в потенциальную, тепловую, электрическую и т.п. импульс же может превращаться либо в изменение скорости тела, либо в произведение силы на время ее действия. Сила представляет собой меру взаимодействия тел.

Основными кинематическими параметрами движения являются путь (траектория), скорость и ускорение. Скорость – расстояние, проходимое телом за единицу времени. Иначе говоря, скорость – производная от пути по времени.

Изменение скорости в единицу времени называется ускорением. Соответственно, ускорение – производная от скорости по времени, или вторая производная от пути по времени. Поскольку путь (траектория) в любой момент времени характеризуется радиус-вектором, то и скорость и ускорение также являются векторными величинами.

В принципе можно брать и производные более высоких порядков, однако с точки зрения механического движения достаточно двух. Скорость характеризует количество движения, а ускорение скорость изменения количества движения.

Согласно закону сохранения импульса, ускорение и скорость связаны соотношением: , известным, как второй закон Ньютона.