Kinematyka – Dział fizyki zajmujący się opisem ruchu.
Układ odniesienia – Punkt lub układ punktów, względem których określa się położenie lub zmianę położenia danego ciała. Układ odniesienia można wybrać dowolnie, tak, by wygodnie opisać ruch lub spoczynek ciała.
Tor ruchu (trajektoria) – Krzywa zakreślana w przestrzeni przez wybrany punkt poruszającego się ciała. (Linia, po której porusza się punkt materialny.) Ze względu na kształt toru ruchu klasyfikujemy: ruch prostoliniowy, ruch krzywoliniowy, ruch jednowymiarowy, ruch dwuwymiarowy, ruch trójwymiarowy, ruch cykliczny, ruch niecykliczny.
Droga s – Długość odcinka toru ruchu. Jednostką drogi jest metr [m].
Przemieszczenie \Delta \vec{r} – Wektor łączący położenie początkowe z końcowym w układzie współrzędnych.
Ruch – Zmiany wzajemnego położenia jednych ciał względem drugich wraz z upływem czasu.
Punkt materialny – Obiekt obdarzony masą, którego rozmiar możemy zaniedbać.
Prędkość, szybkość i przyspieszenie
Prędkość \vec{v} – Wielkość wektorowa opisująca tempo zmiany położenia ciała w jednostce czasu.
- Prędkość stała (v = const.) – Prędkość ciała v nie zmienia się w czasie, a przemieszczenie jest wprost proporcjonalne do upływu czasu. Zależność tę opisujemy wzorem zmiany położenia:
\vec{x} - \vec{x_0} = \vec{v}(t - t_0)
Stąd można wyprowadzić definicję prędkości jako ilorazu zmiany położenia do czasu, w którym ta zmiana nastąpiła:
\vec{v} = \frac{\vec{x} - \vec{x_0}}{t - t_0} = \frac{\Delta x}{\Delta t} - Prędkość średnia (wektor) \vec{\bar{v}} – Określa z jaką stałą prędkością musiałoby poruszać się ciało, by dokonać tego samego przemieszczenia \Delta \vec{x} tym samym czasie. Definiujemy ją jako stosunek wektora przemieszczenia \Delta \vec{x} do czasu \Delta t, w którym to przemieszczenie nastąpiło.
\vec{\bar{v}} = \frac{\Delta \vec{x}}{\Delta t} = \frac{\vec{x}_2 - \vec{x}_1}{t_2 - t_1}
Szybkość średnia (skalar) \bar{v}– Całkowita droga s podzielona przez całkowity czas ruchu t.
\bar{v} = \frac{s}{\Delta t} - Prędkość chwilowa (wektor) \vec{v} – Prędkość w danym, konkretnym momencie (punkcie czasu). Matematycznie definiujemy ją jako granicę, do której dąży prędkość średnia, gdy przedział czasu dąży do zera (\Delta t \to 0).
\vec{v} = \lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta \vec{x}}{\Delta t}
Prędkość chwilowa (wektorowa) – Pierwsza pochodna wektora położenia względem czasu.
\vec{v}(t) = \frac{d\vec{x}}{dt}
O opracowaniu: Treści na stronie stanowią opracowanie dydaktyczne, przygotowane na podstawie poniższych treści:
Wikipedia na licencji CC BY-SA 4.0
Podręcznik open AGH Mechanika i Termodynamika dział kinematyka, Z. Kąkol, K. Kutorasiński, P. Morawski, B. Wiendlocha na licencji CC BY-SA 4.0
Open Stax Tom1 na licencji, rozdział 3 (ruch prostoliniowy) i 4 (ruch w dwóch i trzech wymiarach) CC BY 4.0