機械式ムーブメント
定義 1
他の物体に対する物体 (またはその部分) の位置の変化は、機械的運動と呼ばれます。
例1
たとえば、地下鉄のエスカレーターで移動している人は、エスカレーター自体に対して静止しており、トンネルの壁に対して移動します。 エルブルス山は静止しており、通常は地球であり、太陽に対して地球とともに移動します。
動きを考慮する基準となる点を指定する必要があることがわかります。これは参照体と呼ばれます。 基準点とそれに接続されている座標系、および選択された時間測定方法が基準の概念を構成します。
すべての点が均等に動く物体の動きは、並進運動と呼ばれます。 物体の移動速度 $V$ を求めるには、経路 $S$ を時間 $T$ で割る必要があります。
$ \frac(S)(T) = (V)$
特定の軸の周りの物体の動きは回転です。 この動きにより、体のすべての点が地形を横切って移動し、その中心がこの軸とみなされます。 そして、車輪は軸を中心に回転運動をしますが、同時に車体とともに並進運動も起こります。 これは、車輪が軸に対して回転運動を行い、道路に対して並進運動を行うことを意味します。
定義 2
振動運動は、物体が 2 つの反対方向に交互に実行する周期的な動きです。 最も単純な例は、時計の振り子です。
並進運動と回転運動は、機械的な動きの最も単純なタイプです。
点 $X$ が点 $Y$ を基準にして位置を変更すると、$Y$ は $X$ を基準にしてその位置を変更します。 言い換えれば、物体は互いに相対的に動きます。 機械的な動きは相対的なものとみなされます。これを説明するには、どの点を基準にして相対的なものとみなされるかを示す必要があります。
物体の簡単な種類の動きは、均一で直線的な動きです。 速度ベクトルの大きさが変わらなければ一様です（方向は変わっても構いません）。
速度ベクトルの進路が一定である (大きさが変化する可能性がある) 場合、その動きは直線的であると呼ばれます。 軌道は、速度ベクトルが位置する直線です。
私たちは日常生活の中で機械的な動きの例を目にします。 これらは通り過ぎる車、飛んでいる飛行機、航行している船です。 私たちは他の人の近くを通り過ぎながら、自分自身で簡単な例を作ります。 私たちの惑星は毎秒、太陽とその軸の周りの 2 つの平面内を通過します。 これらも機械式ムーブメントの例です。
動きのバリエーション
並進運動は剛体の自動運動ですが、移動点に明らかに関連付けられている直線のどの段階も、元の位置と同期したままになります。
物体の動きの重要な特徴は、空間曲線を表すその軌道です。これは、それぞれが中心から発せられる、異なる半径の共役円弧の形で示されます。 体のどの部分でも異なる位置があり、時間の経過とともに変化する可能性があります。
エレベーターかごや観覧車がどんどん動きます。 並進運動は 3 次元空間で発生しますが、その主な特徴であるセグメント自体に対する平行性の維持は依然として有効です。
期間は文字 $T$ で示されます。 回転周期を求めるには、回転時間を回転数で割る必要があります: $\frac(\delta t)(N) = (T)$
回転運動 - 素材点は円を描きます。 完全な剛体の回転プロセス中、そのすべての点は平行な平面上にある円を描きます。 これらの円の中心は、円の平面に垂直な同じ直線上にあり、回転軸と呼ばれます。
回転軸は本体の内部および背面に配置できます。 システムの回転軸は移動可能または固定可能です。 たとえば、地球に接続された基準系では、ステーションの発電機ローターの回転軸は静止しています。
場合によっては、回転軸が複雑な回転運動 (球状) を受けることがあります。このとき、体の各点が球に沿って移動します。 点が物体の中心を通らない固定軸の周りを移動すること、または回転する物質点の周りを移動することを円と呼びます。
直線運動の特性: 変位、速度、加速度。 これらは、回転運動中、角変位、角速度、角加速度に相当します。
- 回転過程における動きの役割には角度があります。
- 単位時間当たりの回転角の大きさが角速度です。
- 一定期間にわたる角速度の変化が角加速度です。
振動運動
2 つの反対方向への動き、振動。 閉じた概念で発生する振動は、独立振動または自然振動と呼ばれます。 外力の影響下で発生する変動を強制といいます。
変化する特性（振幅、周波数、周期など）に従って揺れを分析すると、減衰、高調波、増加（および矩形波、複素波、ノコギリ波）に分類できます。
実際のシステムの自由振動中には、エネルギー損失が常に発生します。 空気抵抗の力を克服するためにエネルギーが費やされます。 摩擦力により振動の振幅が小さくなり、しばらくすると振動が止まります。
強制ロッキングは減衰されません。 したがって、変動時間ごとに損失するエネルギーを補充する必要があります。 これを行うには、時々さまざまな力を体に作用させる必要があります。 強制振動は、外力の変化に等しい周波数で発生します。
強制振動の振幅は、この係数が振動系の周波数と同じ場合に最大値に達します。 これを共鳴といいます。
たとえば、振動に合わせて定期的にロープを引っ張ると、その揺れの振幅が増加することがわかります。
定義 3
物質点とは、特定の条件下でサイズを無視できる物体です。
私たちがよく思い出す車は、地球に対する物質的な点として捉えることができます。 しかし、この車内で人が移動するとなると、車の大きさは無視できなくなります。
物理学の問題を解くとき、物体の動きを質点の動きとみなして、点の速度、物体の加速度、質点の慣性などの概念が使われます。 。
基準の枠組み
質点は、他の物体の慣性に従って移動します。 この自動運動が考慮される関係に従って、物体は基準物体と呼ばれます。 参照機関は、割り当てられたタスクに応じて自由に選択されます。
ロケーション システムは、基準点 (座標ベース) を想定する基準体に関連付けられています。 位置の概念には、移動の条件に応じて 1 つ、2 つ、または 3 つの軸があります。 これに応じて、直線（1軸）、平面（2軸）、または場所（3軸）上の点の状態が、1つ、2つ、または3つの座標によって確立されます。
任意の時間周期における空間領域における物体の位置を確立するには、時間カウントの開始を設定する必要があります。 時間を測定するための装置、座標系、座標系が接続されている基準点、これが基準系です。
身体の動きはこのシステムと関連付けて考えられます。 同じ点は、異なる座標概念の異なる基準体と比較すると、完全に異なる座標を持つ可能性があります。 参照系は運動軌道の選択にも依存します
基準系のタイプは、たとえば、固定基準系、移動基準系、慣性基準系、非慣性基準系など、さまざまです。
曲線的な体の動き
曲線的な体の動きの定義:
曲線運動は、速度の方向が変化する機械運動の一種です。 速度モジュールは変更される場合があります。
均一な体の動き
均一な体の動きの定義:
物体が同じ期間に同じ距離を移動する場合、そのような運動が呼び出されます。 等速運動では、速度モジュールは一定値です。 あるいは変わる可能性もあります。
不規則な体の動き
不均一な体の動きの定義:
物体が同じ時間内に異なる距離を移動する場合、そのような動きは不均一と呼ばれます。 不均一な動きでは、速度モジュールは可変量になります。 速度の方向が変わる場合があります。
均等に交互に動く体の動き
ボディ定義の等しく交互の動き:
均一な交互運動を伴う一定の量があります。 速度の方向が変わらなければ、直線等速運動が得られます。
物体の等加速度運動
物体の均一に加速された運動の定義:
同様にゆっくりとした体の動き
ボディ定義の均一なスローモーション:
物体の機械的な動きについて話すとき、物体の並進運動の概念を考慮することができます。
機械式ムーブメント他の物体に対する空間内の物体の位置の変化です。
たとえば、車が道路に沿って移動しているとします。 車には人が乗っています。 道路では人も車と一緒に移動します。 つまり、人は道路に対して空間内を移動します。 しかし、車自体と比べて、人は動きません。 これが現れます。 次に簡単に考察していきます 機械式ムーブメントの主な種類.
前進- これは、すべての点が均等に動く物体の動きです。
たとえば、同じ車が道路に沿って前進します。 より正確には、車の車体のみが並進運動を行い、車輪は回転運動を行います。
回転運動特定の軸を中心とした体の動きです。 このような動きでは、体のすべての点が円を描くように動き、その中心がこの軸になります。
先ほど述べた車輪は軸を中心に回転運動をすると同時に、車体とともに並進運動をします。 つまり、車輪は軸に対して回転運動をし、道路に対して並進運動をします。
振動運動- これは、2 つの反対方向に交互に発生する周期的な動きです。
たとえば、時計の振り子は振動運動を行います。
並進運動と回転運動は、最も単純なタイプの機械的運動です。
機械的運動の相対性
宇宙のすべての物体は動いているので、絶対的に静止している物体は存在しません。 同じ理由で、ある物体が他の物体に対して相対的にのみ移動しているかどうかを判断することも可能です。
たとえば、車が道路に沿って移動しているとします。 道路は地球上にあります。 道はまだです。 したがって、固定道路に対する自動車の速度を測定することができます。 しかし、道路は地球に対して静止しています。 しかし、地球自体は太陽の周りを回っています。 したがって、車とともに道路も太陽の周りを回ります。 その結果、自動車は並進運動だけでなく、(太陽に対して) 回転運動も行います。 しかし、地球に対して、車は並進運動のみを行います。 これは示しています 機械的運動の相対性.
機械的運動の相対性– これは、体の軌道、移動距離、動き、速度の選択に依存します。 参照システム.
質点
多くの場合、物体の寸法は、この物体が移動する距離に比べて、またはこの物体と他の物体との間の距離に比べて小さいため、物体のサイズは無視できます。 計算を簡略化するために、そのような物体は、従来、この物体の質量を持つ物質点と考えることができます。
質点与えられた条件下で寸法を無視できる物体です。
何度も言及した自動車は、地球に対する物質点として捉えることができます。 しかし、この車内で人が移動するとなれば、車の大きさを無視することはできなくなります。
原則として、物理学の問題を解決するとき、私たちは物体の動きを次のように考慮します。 質点の動き、質点の速度、質点の加速度、質点の運動量、質点の慣性などの概念で動作します。
基準の枠組み
マテリアル ポイントは他のボディに対して相対的に移動します。 この機械的な動きが考慮される物体は、基準物体と呼ばれます。 参照体解決すべきタスクに応じて任意に選択されます。
参照体に関連付けられています 座標系、これが基準点（原点）になります。 座標系には、運転条件に応じて 1 軸、2 軸、または 3 軸があります。 直線 (1 軸)、平面 (2 軸)、または空間 (3 軸) 上の点の位置は、それぞれ 1 つ、2 つ、または 3 つの座標によって決まります。 任意の時点における空間内の物体の位置を決定するには、時間カウントの開始を設定することも必要です。
基準の枠組みは、座標系、その座標系に関連付けられた基準体、および時間を測定するための装置です。 体の動きは基準系を基準として考慮されます。 異なる座標系の異なる参照物体に対する同じ物体は、完全に異なる座標を持つ可能性があります。
移動の軌跡参照系の選択にも依存します。
参照系の種類たとえば、固定基準系、移動基準系、慣性基準系、非慣性基準系など、異なる可能性があります。
機械式ムーブメント 物体 (点) の、他の物体に対する空間内の位置の時間の経過に伴う変化です。
動きの種類:
A) 質点の等直線運動：初期条件 
。 初期条件 
G) 調和振動運動。機械的運動の重要なケースは振動です。振動では、点の運動のパラメーター (座標、速度、加速度) が一定の間隔で繰り返されます。
について 運動の聖典 . 体の動きを表現するにはさまざまな方法があります。 座標メソッドで デカルト座標系で物体の位置を指定すると、質点の移動は座標の時間依存性を表す 3 つの関数によって決まります。
バツ= バツ(t), y=y(t） そして z= z(t) .
この座標の時間依存性は運動の法則と呼ばれます （または運動方程式）。
ベクトル法を使うと 空間内の点の位置はいつでも動径ベクトルによって決定されます。 r= r(t) , 原点から点まで描画されます。
特定の移動軌跡における空間内の質点の位置を決定する別の方法があります。それは、曲線座標を使用することです。 私(t) .
質点の運動を記述する 3 つの方法はすべて同等であり、そのいずれを選択するかは、結果として得られる運動方程式の単純さと記述の明瞭さを考慮して決定されます。
下 参照系 従来、静止していると考えられていた基準体、基準体に関連付けられた座標系、および同様に基準体に関連付けられた時計を理解します。 運動学では、物体の動きを記述する問題の特定の条件に従って基準系が選択されます。
2. 動きの軌跡。 移動距離。 運動学的な運動法則。
身体のある点がそれに沿って動く線を 軌跡動きこの点。
移動中に点が通過する軌跡セクションの長さは次のように呼ばれます。 通った道 .
時間の経過に伴う動径ベクトルの変化を 運動法則
:
この場合、点の座標は時間内の座標になります。 バツ=
バツ(t),
y=
y(t） そしてz=
z(t).
曲線運動では、円弧の長さは常に円弧を収縮する弦の長さよりも大きいため、経路は変位係数よりも大きくなります。
移動点の初期位置から所定の時間におけるその位置まで引かれたベクトル (考慮された期間にわたる点の半径ベクトルの増分) は、と呼ばれます。 移動中。 結果として得られる変位は、連続する変位のベクトル和に等しくなります。
直線運動中、変位ベクトルは軌道の対応するセクションと一致し、変位モジュールは移動距離に等しくなります。
3. スピード。 平均速度。 速度予測。
スピード
- 座標の変化の速度。 物体 (質点) が動くとき、私たちは選択した参照系におけるその位置だけでなく、運動の法則、つまり動径ベクトルの時間依存性にも関心を持ちます。 その瞬間を待ちましょう 
動径ベクトルに相当します 
感動的な瞬間、そして近い瞬間 
- 半径ベクトル 
.
それから短期間で 
点は次のような小さな変位を行います。 
体の動きを特徴付けるために、概念が導入されます。 平均速度
彼の動き: 
この量はベクトル量であり、ベクトルと方向が一致します。 
。 無制限の削減あり Δt平均速度は瞬間速度と呼ばれる制限値に向かう傾向があります。 
:
速度予測。
A) 質点の等速直線運動: 
初期条件 
B) 質点の等加速度直線運動: 
。 初期条件 
B) 一定の絶対速度での円弧に沿った物体の動き: 
周囲のオブジェクトに対する特定の物体の位置が時間の経過とともに変化すると、この物体は移動します。 体の位置が変わらなければ、体は静止していることになります。 力学における時間の単位は 1 秒です。 時間間隔とは、2 つの連続する現象を分ける t 秒数を意味します。
体の動きを観察すると、体の各点の動きが異なることがよくわかります。 したがって、車輪が平面上で回転するとき、車輪の中心は直線上を移動し、車輪の円周上の点は曲線 (サイクロイド) を描きます。 これら 2 つの点が同時に (1 回転ごとに) 通過する経路も異なります。 したがって、体の動きの研究は、一点の動きの研究から始まります。
空間内で移動する点によって描かれる線は、この点の軌跡と呼ばれます。
点の直線運動は、その軌道が次のような運動です。 直線.
曲線運動とは、軌道が直線ではない運動です。
動きは一定時間（周期）に進む方向、軌道、距離によって決まります。
点の等速運動とは、移動経路 S と対応する時間期間との比率がどの期間でも一定であるような運動、つまり、点の等速運動です。
S/t = 定数(定数値)。(15)
この経路と時間の一定の比率は等速運動の速度と呼ばれ、文字 v で表されます。 したがって、 v= S/t。 (16)
S の方程式を解くと、次のようになります。 S = vt, (17)
つまり、等速運動中に点が移動する距離は、速度と時間の積に等しいということです。 t の方程式を解くと、次のことがわかります。 t = S/v,(18)
つまり、等速運動中に点が特定の経路を移動する時間は、この経路と移動速度の比に等しくなります。
これらの等式は等速運動の基本公式です。 これらの公式は、他の 2 つが既知である場合に、3 つの量 S、t、v のうちの 1 つを決定するために使用されます。
スピード次元 v = 長さ / 時間 = m/秒。
不均一な動きとは、移動距離と対応する時間の比率が一定値ではない点の動きです。
点（体）の動きが不均一である場合、特定の期間の動きの速度を特徴付ける平均速度を見つけるだけで満足することがよくありますが、点（体）の動きの速度についてはわかりません。個々の瞬間、つまり真の速度を指します。
不均一な動きの実際の速度は、その時点での点の移動速度です。
点の平均速度は式(15)で求められます。
実際には、多くの場合、平均速度に満足し、それが真実であると受け入れます。 たとえば、縦形プレーナ盤のテーブル速度は、加工開始時と空行程開始時を除いて一定ですが、これらの瞬間はほとんどの場合無視されます。
ロッカー機構により回転運動を並進運動に変換するクロスプレーニングマシンでは、スライダの速度が不均一になります。 ストロークの開始時はゼロに等しく、スライドが垂直位置になった瞬間に最大値まで増加し、その後減少し始め、ストロークの終わりまでに再びゼロになります。 ほとんどの場合、計算にはスライダーの平均速度 v cf が使用され、これが実際の切削速度と見なされます。
ロッカー機構を備えたクロスプレーニングマシンのスライダーの速度は、均一に可変であると特徴付けることができます。
等速変化運動とは、速度が同じ時間内に同じ量だけ増加または減少する運動です。
等速変化運動の速度は、式 v = v 0 + at (19) で表されます。
ここで、v は特定の瞬間における均一に変化する動きの速度、m/秒です。
v 0 — 動きの開始時の速度、m/秒。 a - 加速度、m/秒 2.
加速度は単位時間あたりの速度の変化です。
加速度 a は速度 / 時間 = m / 秒 2 の次元を持ち、式 a = (v-v 0)/t で表されます。 (20)
v 0 = 0 の場合、a = v/t。
等速可変運動中に移動する経路は、式 S= ((v 0 +v)/2)* t = v 0 t+(at 2)/2 で表されます。 (21)
剛体の並進運動は、剛体の直線がそれ自体に平行に移動するような運動です。
並進運動中、体のすべての点の速度と加速度は同じであり、どの点でもそれらが体の速度と加速度になります。
回転運動とは、この物体にとられたある直線（軸）上のすべての点が静止する運動です。
等間隔で均一に回転すると、物体は等角度で回転します。 角速度は回転運動の大きさを特徴づけ、文字 ω (オメガ) で表されます。
角速度 ω と 1 分間あたりの回転数の関係は、 ω = (2πn)/60 = (πn)/30 deg/sec の式で表されます。 (22)
回転運動は、曲線運動の特殊なケースです。
点の回転運動の速度は、運動の軌跡の接線方向に向けられ、その大きさは、対応する期間内に点が横切る円弧の長さに等しい。
回転体の点の移動速度方程式で表される
v = (2πRn)/(1000*60)= (πDn)/(1000*60) m/s、(23)
ここで、n は 1 分あたりの回転数です。 R は回転円の半径です。
角加速度は、単位時間あたりの角速度の増加を特徴づけます。 ε（イプシロン）という文字で表され、ε = (ω - ω 0) / t という式で表されます。 (24)
