Поступательное и вращательное движения

Все движения твердого тела можно делятся на пять видов:

1) поступательное,

2) вращение вокруг неподвижной оси,

3) плоское движение,

4) движение вокруг неподвижной точки и

5) свободное движение. Первые два движения являются основными, т.к. остальные виды можно свести к совокупности основных движений.

Рис. 5. Прямолинейное и криволинейное движение.

Поступательное движение твердого тела - это такое движение, при котором любая прямая, связанная с телом, все время остается параллельной своему начальному положению. При поступательном движении все точки твердого тела за один и тот же промежуток времени совершают одинаковые перемещения и поэтому скорости и ускорения всех точек тела в один и тот же момент времени одинаковы.

При векторном способе описания положение материальной точки определяется радиусом-вектором r (t), проведенным от неподвижной точки О выбранной системы отсчета к рассматриваемой точке.

При координатном способе описания положение материальной точки определяется ее координатами x(t), y(t), z(t).

Вектор перемещения

Dr = r(t+Dt)-r(t). (2.12)

Перемещения по осям координат

Dx = x(t+Dt) - x(t),

Dy = y(t+Dt) - y(t), (2.13)

могут быть как положительными (точка перемещается по оси координат), так и отрицательными (точка перемещается против оси координат). Путь – скаляр, перемещение – вектор. Поэтому сравнивать можно лишь путь и модуль перемещения:

| Δr | ≤ s. (2.14)

Равенство между ними возможно лишь при прямолинейном движении тела в одном и том же направлении. Вращательное движение - это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

Рис. 6. Центростремительное ускорение тела a_n при равномерном движении по окружности.

Ось вращения может участвовать и в поступательном, и во вращательном движении. Любое движение можно представить как сумму поступательного и вращательного движений.