ÿþK I N E M A T Y K A C I A AA S Z T Y W N E G O
K I N E M A T Y K A : o p i s r u c h u c i a B b e z w n i k a n i a w z w i z k i m i -
d z y r u c h e m a j e g o p r z y c z y n ( o p i s g e o m e t r y c z n y ) .
R U C H C I A AA : z j a w i s k o z m i a n y p o Bo |e n i a c i a Ba w c z a s i e
w z g l d e m i n n e g o c i a Ba , u m o w n i e p r z y j t e g o z a n i e r u c h o m e
R U C H J E S T P O J C I E M W Z G L D N Y M
U K AA D O D N I E S I E N I A Þð Z I E M I A
M E C H A N I K A K L A S Y C Z N A : r u c h c i a Ba o d b y w a s i z p r d k o -
[c i a m i b a r d z o m a By m i w p o r ó w n a n i u z p r d k o [c i [w i a t Ba
P R Z E S T R Z E C E U K L I D E S O W A
C Z A S : p o j c i e p i e r w o t n e
C Z A S J E S T N I E Z A L E {N Y O D M A T E R I I I P R Z E S T R Z E N I .
C Z A S J E S T N I E O D R A C A L N Y .
J E D N O S T K I M I A R Y W K I N E M A T Y C E : m e t r , s e k u n d a
0 4 K i n e m a t y k a 3 9
K I N E M A T Y K A P U N K T U
O P I S R U C H U P U N K T U W F U N K C J I C Z A S U
1 . W s p ó Br z d n e p r o s t o k t n e ( k a r t e z j a Ds k i e ) .
2 . W e k t o r w o d z c y .
3 . N a t u r a l n y w s p ó Br z d n a Bu k o w a w z d Bu | t o r u .
4 . I n n y w s p ó Br z d n e b i e g u n o w e , w a l c o w e , s f e r y c z n e .
N o r m a l n a d o t o r u
S t y c z n a d o t o r u
W e k t o r p r d k o [c i
P O D S T A W O W E P O J C I A
T O R P U N K T U ( t r a j e k t o r i a ) : l i n i a c i g Ba , b d c a m i e j s c e m
g e o m e t r y c z n y m k o l e j n y c h p o Bo |e D r u c h o m e g o p u n k t u w
p r z e s t r z e n i .
R Ó W N A N I A R U C H U P U N K T U : x = x ( t ) y = y ( t ) z = z ( t ) .
p r o m i e D ( w e k t o r ) w o d z c y : r = r ( t ) , r = x ( t ) i + y ( t ) j + z ( t ) k
r x = x ( t ) r y = y ( t ) r z = z ( t ) .
R Ó W N A N I E T O R U P U N K T U : r ó w n a n i e k r z y w e j o t r z y m a n e j z
r ó w n a D r u c h u p o w y e l i m i n o w a n i u c z a s u t .
C H W I L O W O Z R U C H U : b a d a n i e p a r a m e t r ó w r u c h u ( p o -
Bo |e n i e , d r o g a , p r d k o [, p r z y s p i e s z e n i e w o k r e [l o n e j c h w i l i
c z a s u t ) .
0 4 K i n e m a t y k a 4 0
M O {L I W O ZC I O P I S U R U C H U P U N K T U W P AA S Z C Z Y yN I E
W s p ó Br z d n e b i e g u n o w e n a p Ba s z c z y zn i e
r = f 1 ( t ) jð = f 2 ( t )
x = r c o s jð y = r s i n jð
W s p ó Br z d n e b i e g u n o w e w p r z e s t r z e n i
r = f 1 ( t ) jð = f 2 ( t ) Qð = f 3 ( t )
x = r s i n Qð c o s jð
y = r s i n Qð c o s jð
z = r c o s Qð
W s p ó Br z d n e w a l c o w e
r ' = f 1 ( t ) fð = f 2 ( t ) z = f 3 ( t )
x = r ' c o s jð y = r ' s i n jð z ºð z
R ó w n a n i e r u c h u p u n k t u n a t o r z e
s = f ( t )
A 0 ®ð t = 0 , s = 0 ®ð s ( t ) d r o g a
0 4 K i n e m a t y k a 4 1
Z r ó w n a n i e r u c h u w p r o s t o k t n y m u k Ba d z i e w s p ó Br z d n y c h o b l i -
c z a s i w s p ó Br z d n e w e k t o r a p r d k o [c i i p r z y s p i e s z e n i a .
P R D K O Z P U N K T U
P R Z Y R O S T D R O G I m k m
P R D K O Z =
P R Z Y R O S T C Z A S U s h
rð rð rð
Dðr =ð r 2 ( t 2 ) -ð r 1 ( t 1 )
P r z y r o s t p r o m i e n i a w e k t o r a ( d r o g a )
rð
rð
Dðr m k m
éð ùð
P r d k o [ [r e d n i a : v s r =ð ,
êð úð
Dðt s h
ëð ûð
rð rð
rð
rð
Dðr d r
&ð
v =ð l i m =ð =ð r ( t )
P r d k o [ c h w i l o w a :
Dðt ®ð0
Dðt d t
Z a p i s w e k t o r o w y : v = v x i + v y j + v z k
d x
&ð
v x =ð =ð x
d t
d y
&ð
v y =ð =ð y
v =ð v 2 +ð v 2 +ð v 2
x y z
d t
d z
&ð
v z =ð =ð z
d t
v y
rð rð rð
v x v z
c o s ( v , x ) =ð , c o s ( v , y ) =ð , c o s ( v , z ) =ð
v v v
0 4 K i n e m a t y k a 4 2
P R Z Y S P I E S Z E N I E P U N K T U
P R Z Y R O S T P R D K O ZC I m
P R Z Y S P I E S Z E N I E =
P R Z Y R O S T C Z A S U s 2
v 2
A 2
H o d o g r a f
M 1
T o r p u n k t u
v 1
v 1 a
v
Dð
v 2
A 1
O 1 v 2
a [r
v
Dð
H o d o g r a f k r z y w a w y z n a c z a n a
a [r
p r z e z p o Bo |e n i e k o Dc a w e k t o r a p r d -
k o [c i
P r z y s p i e s z e n i e :
z m i a n a w a r t o [c i p r d k o [c i
rð rð rð
Dðv =ð v 2 -ð v 1
z m i a n a k i e r u n k u w e k t o r a
p r d k o [c i
m
éð ùð
rð
rð êð úð
Dðv m
s
P r z y s p i e s z e n i e [r e d n i e :
a s r =ð =ð
êð
Dðt s s 2 úð
êð úð
ëð ûð
rð rð
rð rð
rð
Dðv d v
&ð &ð&ð( t )
P r z y s p i e s z e n i e c h w i l o w e :
a =ð =ð =ð v ( t ) =ð r
l i m
Dðt ®ð0 Dðt d t
a = a x i + a y j + a z k
d v z d 2 x
&ð&ð
a x =ð =ð =ð x
d t d t 2
d v y d 2 y
&ð&ð
a y =ð =ð =ð y
a =ð a 2 +ð a 2 +ð a 2
x y z
d t d t 2
d v z d 2 z
&ð&ð
a z =ð =ð =ð z
d t d t 2
rð rð rð
a z a z a z
c o s ( a , x ) =ð , c o s ( a , x ) =ð , c o s ( a , x ) =ð .
a a a
0 4 K i n e m a t y k a 4 3
O p i s r u c h u z a p o m o c w s p ó Br z d n e j Bu k o w e j
N o r m a l n a d o t o r u
a t v
W s p ó Br z d n a Bu k o w a
A
s ( t )
a n
a
0
T o r p u n k t u
C h w i l a p o c z t k o w a t = 0
R ó w n a n i e r u c h u :
s = s ( t )
Zr o d e k k r z y w i z n y
W s p ó Br z d n a Bu k o w a : s ( t )
v
W e k t o r p r d k o [c i :
a
W e k t o r p r z y s p i e s z e n i a :
a t
S k Ba d o w a s t y c z n a w e k t o r a p r z y s p i e s z e n i a :
a n
S k Ba d o w a n o r m a l n a w e k t o r a p r z y s p i e s z e n i a :
W e k t o r j e d n o s t k o w y s t y c z n e j d o t o r u , s k i e r o w a n y z g o d n i e z n a -
tð
r a s t a j c y m i w a r t o [c i a m i s :
n
W e k t o r j e d n o s t k o w y n o r m a l n e j d o t o r u ( n o r m a l n a g Bó w n a ) :
d s
v =ð tð
P r d k o [ p u n k t u :
d t
a =ð a t ×ð tð +ð a n ×ð n
P r z y s p i e s z e n i e p u n k t u :
v 2
d s d v
a n =ð
v =ð a t =ð
, ,
rð
d t d t
2
a =ð a 2 +ð a n ,
a n =ð 0
®ð r u c h p r o s t o l i n i o w y
t
t
s =ð
s 0 =ð s ( t =ð 0 ) .
W s p ó Br z d n a Bu k o w a : ,
òðv ( t ) ×ð d t +ð s 0
0
0 4 K i n e m a t y k a 4 4
u
r
o
t
o
d
a
n
z
c
y
t
S
P
r
o
m
i
e
D
k
r
z
y
w
i
z
n
y
rð
P O D Z I A A R U C H U :
R U C H P U N K T U :
p r o s t o l i n i o w y
p o o k r g u ( r u c h h a r m o n i c z n y p r o s t y )
d o w o l n y ( k r z y w o l i n i o w y
R U C H B R Y AY :
p o s t p o w y
o b r o t o w y
p Ba s k i
k u l i s t y
o g ó l n y
K a |d y z w / w r u c h ó w m o |e b y :
1 . p r z y s p i e s z o n y n i e j e d n o s t a j n i e ( a ð l u b a ¯ð)
2 . p r z y s p i e s z o n y j e d n o s t a j n i e ( a = c o n s t )
3 . j e d n o s t a j n y ( v = c o n s t )
4 . o p ó zn i o n y j e d n o s t a j n i e ( - a = c o n s t )
5 . o p ó zn i o n y n i e j e d n o s t a j n i e ( - a ð l u b - a ¯ð)
a
v
a = c o n s t
a
v 0 v = c o n s t , a = 0
- a
- a = c o n s t
- a
t [ c z a s ]
0 4 K i n e m a t y k a 4 5
P r d k o [ p o c z t k o w a
R Ó W N A N I A R U C H U P R O S T O L I N I O W E G O
R ó w n a n i e r u c h u : x = x ( t )
d x
&ð &ð &ð&ð( t )
v =ð v x =ð =ð x ( t ) a =ð a x =ð v ( t ) =ð x
d t
R U C H J E D N O S T A J N Y : v = c o n s t ®ð a = 0
t t
x
v
x 1
x =ð d x =ð v =ð v ×ð t +ð C 1
òðv òðd x
v = c o n s t
0 0
d r o g a p r z e b y t a
w c z a s i e ( 0 , t 1 )
W a r u n e k p o c z t k o w y :
x 0
t = 0 x = x 0 C 1 = x 0
t
t
x = x 0 + v ×ðt
t 1 t 1
R U C H J E D N O S T A J N I E P R Z Y S P I E S Z O N Y : a = c o n s t
v t
d v =ð a ×ð d t ®ð v =ð v 0 +ð a t
òðd v =ð a òðd t
v 0 0
x t t
a t 2
d x =ð v ×ð d t
0
òðd x =ðòðv d t =ð òð( v +ð a t ) d t ®ð x =ð x 0 +ð v 0 t +ð 2
x 0 0 0
v
a
x
d r o g a p r z e b y t a
w c z a s i e ( 0 , t 1 )
a = c o n s t
x 0
v 0
t t
t
t 1
t 1
v 0
v
0 A
x
x 0 a 0
a 0
x ( t )
a > 0 ®ð r u c h j e d n o s t a j n i e p r z y s p i e s z o n y ,
a <