Przyspieszenie styczne Jest to składowa przyspieszenia styczna do toru ruchu, powodująca zmianę wartości prędkości, ale nie powodująca zmiany kierunku ruchu. Stosując oznaczenie v dla wartości prędkości chwilowej i oznaczenie s dla drogi pokonanej przez ciało, przyspieszenie styczne at określają wzory:
Przyspieszenie normalne Jest to składowa przyspieszenia prostopadła do toru ruchu. Reprezentuje tę część przyspieszenia, która wpływa na zmianę kierunku prędkości, a zatem na kształt toru, ale nie wpływa na zmianę wartości prędkości.
I Zasada bezwładności – Jeżeli na ciało nie działają żadne siły lub działające siły się równoważą to we wszystkich inercjalnych układach ciało to pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Układy nieinercjalne – układy które poruszają się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
II Zasada dynamiki - Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.
III Zasada dynamiki - Jeśli ciało A działa na ciało B siłą F (akcja), to ciało B działa na ciało A siłą (reakcja) o takiej samej wartości i kierunku, lecz o przeciwnym zwrocie.
Energia potencjalna – energią potencjalną ciała w punkcie P względem punktu O nazywamy pracę jaką wykona siła zachowawcza przy przesunięciu tego ciała z punktu P do punktu O.
Ek=1/2mV^2
Energia mechaniczna = suma energii kinetycznej i potencjalnej.
Bryła sztywna – działające siły nie powodują odkształceń tej bryły.
Moment bezwładności – charakteryzuje sposób rozmieszczenia masy bryły wokół osi obrotu.
Twierdzenie Steinera - Twierdzenie to mówi, że jeśli znamy moment bezwładności Io danego ciała względem pewnej osi przechodzącej przez środek masy tego ciała,
to aby obliczyć moment bezwładności I względem dowolnej innej osi równoległej do niej,
należy do momentu Io dodać iloczyn masy ciała i kwadratu odległości d między tymi osiami czyli md2
II Zasada dynamiki Newtona dla ruchu obrotowego – Moment siły działający na bryłę równa się iloczynowi momentu bezwładności i przyspieszenia kątowego.
Jeśli wypadkowy moment siły M działającej na bryłe jest równy 0 to bryła pozostaje w spoczynku lub obraca się ruchem jednostajnym.
III – MAB=-MBA
Zasada zachowania pędu – Jeśli wypadkowa sił zewnętrznych działających na układ wynosi 0 to całkowity pęd układu jest stały.
Zasada zachowania momentu pędu (krętu) – Jeśli wypadkowy moment sił zewnętrznych działających na układ wynosi 0, to całkowity moment pędu układu jest stały.
Zasada zachowania energii mechanicznej – Energia mechaniczna układu zachowawczego (siły wewnętrzne są siłami zachowawczymi) i odosobnionego(na ten układ nie działają żadne siły zewnętrzne) jest stała. Ek+Ep=const.
Wektor wodzący – dla danego punktu A to wektor zaczepiony w początku układu współrzędnych i o końcu w punkcie A.
Przyspieszenie kątowe jest wielkością opisującą ruch krzywoliniowy utworzoną analogicznie do przyspieszenia, tylko wyrażoną w wielkościach kątowych. Leży na osi obrotu i skierowane jest zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej. Jeśli współrzędną kątową ciała określa kąt α, a ω oznacza prędkość kątową, to wartość przyspieszenia kątowego ε określa wzór
Jednostką przyspieszenia kątowego w układzie SI jest jeden radian przez sekundę do kwadratu.
Prędkość kątowa – w fizyce, wielkość opisująca ruch obrotowy. Jest wektorem leżącym na osi obrotu i skierowanym zgodnie z regułą śruby prawoskrętnej.
Jeśli współrzędna kątowa ciała określa kąt θ to wartość prędkości kątowej ω jest równa:
Jednostka prędkości kątowej w układzie SI to jeden radian przez sekundę.
Układ inercjalny (inaczej inercyjny) – układ odniesienia, względem którego każde ciało, niepodlegające zewnętrznemu oddziaływaniu z innymi ciałami, porusza się bez przyspieszenia.
Twierdzenie o ruchu środka masy Środek masy układu materialnego porusza się tak jak punkt materialny o masie równej całkowitej masie układu, na który działa siła równa wektorowi głównemu sił zewnętrznych działających na ten układ.
Moment siły (moment obrotowy) siły F względem punktu O jest to iloczyn wektorowy promienia wodzącego r, o początku w punkcie O i końcu w punkcie przyłożenia siły, oraz siły F:
Moment pędu punktu materialnego o pędzie p, którego położenie opisane jest wektorem wodzącym r względem danego układu odniesienia (wybranego punktu, zwykle początku układu współrzędnych), definiuje się jako wektor będący rezultatem iloczynu wektorowego wektora położenia i pędu
Prawo grawitacji Newtona - Między dowolną parą ciał posiadających masy pojawia się siła przyciągająca, która działa na linii łączącej ich środki mas, a jej wartość rośnie z iloczynem ich mas i maleje z kwadratem odległości. F=GmM/r2
Energia potencjalna w polu grawitacyjnym - Ciało o masie m umieszczone w danym punkcie pola ma energię potencjalną, która jest równa pracy, jaką wykonają siły pola, aby przenieść ciało z nieskończoności do tego punktu. Ep=GMm/r
Pierwsza prędkość kosmiczna to najmniejsza pozioma prędkość, jaką należy nadać ciału względem przyciągającego je ciała niebieskiego, aby ciało to poruszało się po zamkniętej orbicie. Z tak określonych warunków wynika, że dla ciała niebieskiego o kształcie kuli, orbita będzie orbitą kołową o promieniu równym promieniowi planety. Ciało staje się wtedy satelitą ciała niebieskiego.
Druga prędkość kosmiczna to prędkość, jaką należy nadać obiektowi, aby opuścił na zawsze dane ciało niebieskie poruszając się dalej ruchem swobodnym, czyli jest to prędkość, jaką trzeba nadać obiektowi na powierzchni tego ciała niebieskiego, aby tor jego ruchu stał się parabolą lub hiperbolą . Obliczamy ją porównując energię obiektu znajdującego się na powierzchni oraz w nieskończoności. Energia w nieskończoności równa jest 0 (zarówno kinetyczna, jak i potencjalna pola grawitacyjnego), zatem na powierzchni sumaryczna energia też musi się równać 0
Pierwsze prawo Keplera - Każda planeta Układu Słonecznego porusza się wokół Słońca po elipsie, w której w jednym z ognisk jest Słońce.
Elipsę można opisać na kilka sposobów, w astronomii najczęściej opisuje się elipsy podając ich wielką półoś (a) oraz mimośród (e), który określa stopień spłaszczenia elipsy (im e bliższe zeru, tym elipsa bliższa jest okręgowi). Mimośród elipsy e jest równy stosunkowi długość odcinka c między środkiem, a jednym z ognisk do długości wielkiej półosi:
Drugie prawo Keplera - W równych odstępach czasu, promień wodzący planety poprowadzony od Słońca zakreśla równe pola.
Trzecie prawo Keplera - Stosunek kwadratu okresu obiegu planety wokół Słońca do sześcianu wielkiej półosi jej orbity (czyli średniej odległości od Słońca) jest stały dla wszystkich planet w Układzie Słonecznym. Można to zapisać wzorem:
gdzie:
T1, T2 – okresy obiegu dwóch planet,
a1, a2 – wielkie półosie orbit tych planet.