Движение и его виды

Перемещение одного тела относительно другого называют механическим движением, а науку, изучающую законы этого движения, — механикой. Основными показателями, определяющими характер механического движения различных частей машины, станка, механизма во время их работы, являются проходимые ими расстояния (путь), время, в течение которого было пройдено это расстояние, а также направление движения. Механическое движение может быть равномерным и неравномерным, поступательным и вращательным.

При равномерном движении тело в равные промежутки времени проходит равные расстояния, а при неравномерном, или переменном, движении — неравные расстояния в равные промежутки времени.

Поступательное движение характеризуется тем, что все точки тела проходят одинаковые расстояния и описывают параллельные траектории, например перемещение всех деталей автомобиля (кроме колес) относительно земли.

При вращательном движении тело вращается вокруг неподвижной оси, а все его точки, расположенные на том или ином расстоянии от оси вращения, описывают окружности, перемещаясь с различной угловой скоростью.

Рассматривая равномерное движение различных тел, можно заметить, что одни тела проходят определенный путь быстрее, другие — медленнее. Путь, пройденный телом за единицу времени, называется скоростью. Следовательно, скорость при равномерном движении находят делением пройденного телом пути на затраченное время:

υ= S/t

где S — путь, м, км;

t -время, мин., час.

За единицу скорости в механике принимают расстояние в 1 м, пройденное телом за 1 сек. (м/сек) или за 1 мин. (м/мин), а также расстояние в 1 км, пройденное телом за 1 час (км/час).

Если скорость изменяется в равные промежутки времени на одну и ту же величину, то это движение является равнопеременным (равноускоренным или равнозамедленным). Отношение изменения скорости к промежутку времени, в течение которого произошло это изменение, называют ускорением. Ускорение можно определить по следующей формуле:

a= υ₂-υ₁/t₂-t₁

где- υ₂ и υ₁ скорости движения на двух отдельных отрезках пути, м/мин;

t₂ и t₁— время перемещения на двух отдельных отрезках пути, мин.

Если движение тела равноускоренное, то путь и скорость находят по формулам:

S= υ₀ t+at²/2, υ_t= υ₀+at,

где  υ₀ — начальная скорость, м/мин;

t — время, мин.;

υ_t— скорость при установившемся движении, м/мин;

а — ускорение, м/мин².

Для равнозамедленного движения тела путь и скорость определяют по следующим формулам:

S= υ₀ t-at²/2, υ_t= υ₀-at

Движение точки по окружности, при котором эта точка за любые равные промежутки времени проходит равные дуги, называют равномерным вращательным движением. Линейная скорость равномерного вращательного движения измеряется длиной дуги l, пройденной точкой за единицу времени. В каждой точке окружности линейная скорость направлена по касательной окружности. Величину линейной скорости находят делением длины дуги l на время, за которое она пройдена точкой:

υ=l/t

Угловая скорость ω равномерного движения точки по окружности есть величина, измеряемая угловым перемещением точки в единицу времени:

ω=φ/t

За единицу угловой скорости принимают угловую скорость такого равномерного движения точки по окружности, при котором точка за одну секунду перемещается на угол в один радиан.

Окружная и угловая скорости связаны между собой следующим соотношением:

υ=ωR

Линейная скорость при равномерном вращательном движении выражается так:

υ=2πRn/60=πRn/30

а угловая скорость

ω=πn/30