Вопрос задан 25.12.2025 в 18:59. Предмет Физика. Спрашивает Могилев Павел.

Основные понятия кинематики (Что называется механическим движением? Что такое материальная точка и в каком случае тело можно принять за материальную точку, для чего введено это понятие? Что такое система отсчёта? Для чего она вводится? Какие системы координат вы знаете? Что называют траекторией движения? Что такое путь и перемещение? В чём отличие пути от перемещения?)

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Дуванова Агата.

Отвечаю как преподаватель на «вопросы-ответы», по делу и с примерами.

Основные понятия кинематики

Механическое движение

Механическим движением называют изменение положения тела (или его частей) в пространстве относительно других тел с течением времени. Если расстояние и/или направление до выбранных тел-«ориентиров» меняются — тело движется.

Материальная точка

Материальная точка — это идеализированное тело, размерами и формой которого пренебрегают по сравнению с характерными масштабами задачи, но сохраняют всю массу.
Когда можно так считать:

  • размеры тела много меньше пройденных расстояний (самолёт на линии перелёта);

  • размеры несущественны для интересующих величин (камень, летящий по баллистической траектории);

  • тело движется как целое без заметного вращения вокруг собственных осей (автомобиль на прямой в простейшей задаче).
    Зачем вводят: чтобы упростить описание движения — вместо геометрически сложного объекта рассматривают точку с массой, к которой легко применять уравнения движения.

Система отсчёта

Система отсчёта — это совокупность:

  1. тела отсчёта (опорный объект, относительно которого следим за движением),

  2. системы координат (для указания положения в пространстве),

  3. часов (для измерения времени).
    Зачем вводят: чтобы однозначно описывать положение и изменение положения тела числами (координатами) как функцию времени. Без зафиксированной системы отсчёта «движение/покой» не определены: одно и то же тело может быть движущимся в одной системе и покоящимся в другой.

Системы координат

Чаще всего используют:

  • Декартову (прямоугольную): оси x,y,zx, y, z взаимно перпендикулярны. Удобна для прямолинейных и плоских задач.

  • Полярную (в плоскости): радиус rr и угол φ\varphi относительно полюса и полярной оси. Удобна при круговом/центральном движении.

  • Цилиндрическую: (r,φ,z)(r, \varphi, z) — смесь полярной и декартовой, удобна для осесимметричных задач.

  • Сферическую: (r,θ,φ)(r, \theta, \varphi) — удобно при центральных полях и сферической симметрии.

Выбор системы координат — вопрос удобства: в «правильной» системе уравнения часто упрощаются.

Траектория

Траектория — геометрическое место точек, по которым проходит материальная точка в процессе движения. Иными словами, след «карандаша», которым точка «рисует» своё положение во времени: прямая, окружность, парабола, произвольная кривая и т. д.

Путь и перемещение

  • Путь ss — длина траектории, фактически «сколько всего прошли». Это скалярная величина (только число и единицы длины). Всегда неотрицателен и накапливается: если петляли туда-сюда, путь растёт.

  • Перемещение Δr\Delta \vec r — вектор, проведённый из начального положения в конечное. Характеризуется модулем и направлением. Может быть равно нулю, если вернулись в исходную точку, даже при большом пути.

Ключевое отличие: путь учитывает весь «пройденный километраж» вдоль траектории; перемещение — только «стрелку» от старта к финишу.
Математически всегда выполняется Δrs|\Delta \vec r| \le s, причём равенство только при прямолинейном движении без разворотов.

Примеры для ясности

  • Пробежали по стадиону один круг радиуса 50 м:
    траектория — окружность; путь s2π50314s \approx 2\pi \cdot 50 \approx 314 м; перемещение Δr=0\Delta \vec r = 0 (старт и финиш совпали).

  • Проехали из точки A в точку B зигзагом 10 км:
    путь s=10s=10 км; перемещение — вектор «из A в B» с модулем меньше или равно 10 км (меньше, если реально петляли).


Коротко: движение — это изменение положения во времени; материальная точка упрощает тело, если его размеры несущественны; система отсчёта (тело отсчёта + координаты + часы) нужна, чтобы измерять и сравнивать движение; координаты выбирают удобные (декартовы, полярные, цилиндрические, сферические); траектория — след движения; путь — длина этого следа; перемещение — вектор «из начала в конец».

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос