Просмотр кода страницы Поступательное движение

{{Проведена_экспертиза_РАН}}
{{другие значения|Перемещение (значения)}}
{{Falseredirect|Перемещение (физика)}}
[[Файл:KompassnadelTranslation.svg|thumb|350x350px| Рисунок 1 Поступательное движение тела|альт=]]

'''Поступа́тельное движе́ние''' — [[механическое движение]] системы точек ([[Абсолютно твёрдое тело|абсолютно твёрдого тела]]), при котором отрезок, связывающий любые две точки этого тела, форма и размеры которого во время движения не меняются, остаётся параллельным своему положению в любой предыдущий момент времени<ref>По определению некое тело называется меняющим свою форму, если расстояние между его точками не остаётся постоянным. С таким телом нельзя связать никакого постоянного по длине отрезка, неизменно ориентированного в пространстве. Поэтому поступательно двигающееся тело можно считать ([[Кинематика|кинематически]]) [[Абсолютно твёрдое тело|абсолютно твёрдым]], хотя это может быть и [[Жидкость|жидкая]] капля, и [[газ]]овое облако, и [[звёздное скопление]].</ref>. При поступательном движении все точки тела описывают одну и ту же траекторию (с точностью до постоянного смещения в пространстве) и в любой данный момент времени имеют одинаковые по направлению и абсолютной величине векторы скорости и ускорения, которые меняются синхронно для всех точек тела.

В общем случае поступательное движение происходит в трёхмерном пространстве, но его основная особенность — сохранение параллельности любого отрезка самому себе — остаётся в силе.

Математически поступательное движение по своему конечному результату эквивалентно [[Параллельный перенос|параллельному переносу]]. Однако, если рассматривать его как физический процесс, то поступательное движение в трёхмерном пространстве представляет собой вариант винтового движения (см. рисунок 2).

== Основной закон динамики поступательного движения ==
{{main|Теорема об изменении количества движения системы}}
Производная по времени от [[количество движения|количества движения]] материальной точки или системы материальных точек относительно неподвижной (инерциальной) системы отсчёта равна главному вектору всех внешних сил, приложенных к системе.

== Примеры поступательного движения ==
Поступательно движется, например, кабина [[лифт]]а. Также, в первом приближении, поступательное движение совершает кабина [[Колесо обозрения|колеса обозрения]]<ref>Строго говоря, движение кабины колеса обозрения можно считать поступательным лишь в пределе бесконечно медленного вращения колеса, так как вращательное ускорение приводит к небольшим отклонениям подвешенной кабины от вертикали.</ref>

Поступательное движение в первом приближении (если пренебречь качанием ступни) совершает педаль [[велосипед]]а, выполняющая при этом за полный цикл своего хода один поворот вокруг своей оси.

== Связь движения тела и движения его точек ==
[[Файл:Поступательное движение тела.svg|альт=|слева|мини|300x300пкс|Рисунок 2 Пример трёхмерного поступательного движения тела]]
Если тело движется поступательно, то для описания его движения достаточно описать движение произвольной его точки (например, движение [[центр масс|центра масс]] тела).

Одной из важнейших характеристик движения [[материальная точка|точки]] является её [[Траектория материальной точки|траектория]], в общем случае представляющая собой пространственную кривую, которую можно представить в виде сопряжённых дуг различного радиуса, исходящего каждый из своего центра, положение которого может меняться во времени. В пределе и [[прямая]] может рассматриваться как дуга, радиус которой равен [[бесконечность|бесконечности]].

В таком случае оказывается, что при поступательном движении в каждый заданный момент времени любая точка тела совершает поворот вокруг своего мгновенного центра поворота, причём длина радиуса в данный момент одинакова для всех точек тела. Одинаковы по величине и направлению и [[Вектор (математика)|векторы]] скорости точек тела, а также испытываемые ими ускорения<ref>{{Книга|автор=[[Арнольд, Владимир Игоревич|Арнольд В. И.]]|заглавие=Математические методы классической механики : учебное пособие для университетов|ответственный=|издание=|место=М.|издательство=Наука|год=1974}}</ref>.

При решении задач [[Теоретическая механика|теоретической механики]]<ref>{{Книга|автор=Колесников К. С.|заглавие=Машиностроение: Энциклопедия. Т.1–2: Теоретическая механика. Термодинамика. Теплообмен; Курс теоретической механики|ответственный=|год=1999|издание=|место=М.|издательство=Машиностроение}}</ref> бывает удобно рассматривать движение тела как сложение движения [[центр масс|центра масс]] тела и вращательного движения самого тела вокруг центра масс (это обстоятельство принято во внимание при формулировке [[Теорема Кёнига (механика)|теоремы Кёнига]]).

== Примеры устройств ==
[[Файл:Пантограф.jpg|thumb | 250 px|[[Пантограф (прибор)|Пантограф]] ]]
[[Файл:Balance scale IMGP9728.jpg|thumb|250 px|Торговые весы, чашки которых движутся поступательно, но не прямолинейно]]
Принцип поступательного движения реализован в чертёжном приборе — [[Пантограф (прибор)|пантографе]], ведущее и ведомое плечо которого всегда остаются параллельными, то есть движутся поступательно. При этом любая точка на движущихся частях совершает в плоскости заданные движения, каждая вокруг своего мгновенного центра вращения с одинаковой для всех движущихся точек прибора [[угловая скорость|угловой скоростью]].

Существенно, что ведущее и ведомое плечо прибора, хотя и движущиеся согласно, представляют собой два ''разных'' тела. Поэтому [[радиус кривизны|радиусы кривизны]], по которым движутся заданные точки на ведущем и ведомом плече могут быть сделаны неодинаковыми, и именно в этом и заключается смысл использования прибора, позволяющего воспроизводить любую кривую на плоскости в [[масштаб]]е, определяемом отношением длин плеч.

Пантограф обеспечивает синхронное поступательное движение системы двух тел: «читающего» и «пишущего», движение каждого из которых проиллюстрировано на фотографии.

== См. также ==
* [[Плоскопараллельное движение]]
* [[Поворот]]
* [[Центростремительная сила|Центростремительные]] и [[Центробежная сила|центробежные]] силы
* [[Механизм Кланна]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* ''[[Ньютон, Исаак|Ньютон И.]]'' Математические начала натуральной философии. Пер. и прим. А. Н. Крылова. М.: Наука, 1989.
* ''[[Хайкин, Семён Эммануилович|Хайкин С. Э.]]'' Силы инерции и невесомость. М.: Наука, 1967.
* ''Фриш С. А. и Тиморева А. В.'' Курс общей физики, Учебник для физико-математических и физико-технических факультетов государственных университетов, Том I. М.: ГИТТЛ, 1957.
* {{ФЭС|статья=Поступательное движение|с=579}}
* ''[[Андронов, А. А.|Андронов А. А.]] [[Витт, А. А.|Витт А. А.]] [[Хайкин, Семён Эммануилович|Хайкин С. Э.]] '' Теория колебаний. — М. : Наука, 1981.

== Ссылки ==
* {{cite web|url=https://www.youtube.com/watch?v=C1yGNCPw7BU|title=Поступательное и вращательное движения|description=Физические демонстрации|author=В. И. Гервидс|date=10.03.2011|publisher=[[НИЯУ МИФИ]]|format=flash|accessdate=2011-12-19}}

{{Механическое движение}}

[[Категория:Кинематика твёрдого тела]]
[[Категория:Механическое движение]]