ՀՍՀ/ԿԻՆԵՄԱՏԻԿԱ

ԿԻՆԵՄԱՏԻԿԱ (հուն.—շարժում), մեխանիկայի բաժին, որն ուսումնասիրում է մարմինների շարժումների երկրաչափական հատկությունները, առանց մարմինների զանգվածներն ու դրանց վրա ազդող ուժերը հաշվի առնելու: Դասական մեխանիկայում դիտարկվում է մակրոսկոպիկ մարմինների՝ լույսի արագությունից փոքր արագություններով շարժումների Կ.: (Լույսի արազույտյանը մոտ արագություններով շարժումների Կ-ի մասին տես Հարաբերականության հատուկ տեսություն, իսկ միկրոմասնիկների շարժումների մասին՝ Քվանտային մեխանիկա): Կ-ում սահմանվող մեթոդներն ու առնչություններն օգտագործվում են շարժումների կինեմատիկական հետազոտություններ կատարելիս, ինչպես նաև դինամիկայի խնդիրներ լուծելիս: Կախված ուսումնասիրվող մարմնի հատկություններից՝ տարբերում են կետի Կ., պինդ մարմնի Կ., անընդհատ փոփոխվող միջավայրի (դեֆորմացվող մարմին, հեղուկ, գազ) Կ.: Ցանկացած մարմնի շարժումը Կ-ում ուսումնասիրում են մեկ ուրիշ մարմնի (հաշվարկման մարմին) նկատմամբ, որի հետ կապում են հաշվարկման համակարգ (x, y, z առանցքների համախումբը, որի նկատմամբ ժամանակի յուրաքանչյուր պահին որոշում են շարժվող մարմնի դիրքը: Կ-ի հիմնական խնդիրն է տալ կետի կամ մարմնի շարժման հավասարումներըևորոշել շարժման համապատասխան կինեմատիկական բնութագրերը (հետագիծ, շարժվող կետի արագություն ու արագացում, պտտվող մարմնի անկյունային արագություն ու արագացում ևն): Կետի շարժումը տրվում է բնական, կոորդինատային և վեկտորական եղանակներով: Ա. Բնական եղանակն օգտագործվում է, երբ հաշվարկման ընտրված համակարգի նկատմամբ հայտնի է կետի հետագիծը: Կետի դիրքը որոշվում է հետագծի վրա ընտրված հաշվարկման O սկզբնակետից s= O. M հեռավորությամբ, որը չափվում է հետագծի աղեղով և վերցվում համապատասխան նշանով (նկ. 1): Շարժման օրենքը տրվում է s=f(t) հավասարումով, որն արտահայտում է s-ի կախումը t ժամանակից: Այդ կախումը կարող է տրվել նաև գրաֆիկի կամ աղյուսակի միջոցով: բ. Կոորդինատային եղանակի դեպքում հաշվարկման համակարգի նկատմամբ կետի դիրքը որոշվում է երեք կոորդինատներով, օրինակ, x, y, z ուղղանկյուն դեկարտյան կոորդինատներով, իսկ շարժման օրենքը տրվում է x=f(t), y=f(t), z=f(t) երեք հավասարումներով: գ. Վեկտորական եղանակի դեպքում հաշվարկման համակարգի նկատմամբ կետի դիրքը որոշվում է r շառավիղ-վեկտորով, որը տարվում է հաշվարկման սկզբնակետից մինչև շարժվող կետը, իսկ շարժման օրենքը տրվում է r=r(t) վեկտորական հավասարումով: Կետի հետագիծը վեկտորի հոդոգրաֆն է: Պինդ մարմնի շարժումը տալու եղանակները կախված են շարժման տեսքից, իսկ շարժման հավասարումների թիվը՝ մարմնի ազատության աստիճանների թվից (տես Ազատության աստիճաններ): Պարզագույններից են պինդ մարմնի համընթաց շարժումը և անշարժ առանցքի շուրջը պտտական շարժումը: Համընթաց շարժման դեպքում մարմնի բոլոր կետերը շարժվում են միատեսակ` միևնույն հարթությանը զուգահեռ, իսկ շարժումը տրվում և ուսումնասիրվում է այնպես, ինչպես նյութական կետինը: z անշարժ առանցքի շուրջը պտտական շարժման դեպքում (նկ. 2) մարմինն ունի ազատության մեկ աստիճան, մարմնի դիրքը որոշվում է պտտման φ անկյունով, իսկ շարժման օրենքը տրվում է φ=f(t) հավասարումով: Հիմնական կինեմատիկական բնութագրերն են $\omega =\frac{d\phi }{dt}$ անկյունային արագությունը և $\epsilon =\frac{d\omega }{dt}$ անկյունային արագացումը: ω և ε մեծությունները պատկերվում են պտտման առանցքով ուղղված վեկտորներով: Իմանալով ω-ն և ε-ը՝ կարելի է որոշել մարմնի ցանկացած կետի արագությունն ու արագացումը: Ավելի բարդ է մեկ անշարժ կետ (ազատության աստիճանների թիվը երեք է) ունեցող մարմնի շարժումը: Հաշվարկման համակարգի նկատմամբ մարմնի դիրքը որոշվում է երեք անկյուններով, իսկ շարժման օրենքը՝ ժամանակից այդ անկյունների կախումն արտահայտող ֆունկցիաներով: Հիմնական կինեմատիկական բնութագրերն են մարմնի φ ակնթարթային անկյունային արագությունը և ε ակնթարթային անկյունային արագացումը: Մարմնի այս շարժումը ստացվում է որպես О անշարժ կետով անցնող և իրենց ուղղությունն անընդհատ փուիոխող ОР պտտման ակնթարթային առանցքների շուրջը տարրական պտույտների հաջորդականություն: Ամենաընդհանուրն ազատության վեց աստիճան ունեցող ազատ պինդ մարմնի շարժումն է: Մարմնի դիրքը որոշվում է իր որևէ կետի (բեվեռ) երեք կոորդինատներով և երեք անկյուններով: Շարժման օրենքը տրվում է վեց հավասարումներով, որոնք արտահայտում են նշված կոորդինատների և անկյունների կախումը ժամանակից: Մարմնի շարժումը որոշվում է որպես բևեռի հետ համընթաց շարժման և այդ բևեռի շուրջը պտտական շարժման գումար: Հիմնական կինեմատիկական բնութագրերն են համընթաց շարժման արագությունն ու արագացումը (հավասար են բևեռի արագությանն ու արագացմանը) և բևեռի շուրջը մարմնի պտտման անկյունային արագությունն ու անկյունային արագացումը: Կ-ում ուսումնասիրում են նաև կետի կամ մարմնի բարդ շարժումը, որը դիտարկվում է միաժամանակ երկու միմյանց նկատմամբ փոխադարձաբար տեղաշարժվող հաշվարկման համակարգերի նկատմամբ: Հաշվարկման համակարգերից մեկն ընդունում են հիմնական (անվանում են նաև պայմանականորեն անշարժ), իսկ դրա նկատմամբ շարժվողը՝ շարժական: Բարդ շարժման դեպքում հաշվարկման հիմնական համակարգի նկատմամբ կետի շարժումը, արագությունն ու արագացումը պայմանականորեն կոչվում են բացարձակ, իսկ շարժական համակարգի նկատմամբ՝ հարաբերական: Հաշվարկման շարժական համակարգիևդրա հետ կապված տարածության բոլոր կետերի շարժումը հիմնական համակարգի նկատմամբ կոչվում է փոխադրական շարժում, իսկ դիտարկվող կետի հետ տվյալ պահին համընկնող շարժական համակարգի կետի արագությունն ու արագացումը՝ փոխադրական արագություն և փոխադրական արագացում: Բարդ շարժման կ-ի հիմնական խնդիրն է կապ հաստատել կետի կամ մարմնի բացարձակ, հարաբերական և փոխադրական շարժումների կինեմատիկական բնութագրերի միջև: Հոծ միջավայրի Կում սահմանվում են այդ միջալխւյրի շարժման տրման եղանակները, դիտարկվում է դեֆորմացիայի ընղհանուր տեսությունը, և արտածվում են անխզելիության հավասարումները, որոնք արտահայտում են միջավայրի անընդհատության պայմանները:

Գրկ. տես Մեխանիկա հոդվածի գրականությունը: