Равномерное движение

Равноме́рное движе́ние — механическое движение, при котором материальная точка имеет постоянную по модулю скорость ${\displaystyle v}$. Путь, пройденный точкой при таком движении за промежуток времени ${\displaystyle \Delta t}$, составляет^[1] ${\displaystyle s=v\,\Delta t}$. Модуль перемещения может находиться в пределах от 0 до ${\displaystyle s}$, в зависимости от формы траектории.

Равномерное и неравномерное движение

Виды равномерного движения точки

Равномерное движение материальной точки делится на прямолинейное и криволинейное.

Принципиальное различие между этими видами состоит в том, что при прямолинейном равномерном движении ускорение точки ${\displaystyle {\vec {a}}}$ равно нулю, а при криволинейном равномерном оно отлично от нуля из-за ненулевой нормальной компоненты (при нулевой тангенциальной компоненте ускорения во всех случаях). В прямолинейном случае не только модуль ${\displaystyle v}$, но и вектор ${\displaystyle {\vec {v}}}$ скорости являются постоянными. Согласно первому закону Ньютона, равномерное прямолинейное движение реализуется в отсутствие внешнего воздействия на материальную точку.

Равномерное движение по окружности — простейший пример криволинейного движения^[1]. Хотя модуль скорости постоянен, меняется направление вектора скорости. Соответственно, ${\displaystyle {\vec {a}}=d{\vec {v}}/dt\neq 0}$. При этом равномерное движение по окружности не является равноускоренным, так как направление вектора ускорения варьируется со временем. При равномерном движении материальной точки по окружности траекторией является дуга. Точка движется с постоянной угловой скоростью ${\displaystyle \omega }$, а угол поворота зависит от времени как ${\displaystyle \varphi =\varphi _{0}+\omega t}$, где ${\displaystyle \varphi _{0}}$ — начальное значение угла^[2].

Помимо примера с окружностью, важным случаем равномерного криволинейного движения точки является её движение по винтовой линии^[1], сочетающее описанное выше вращение вокруг неподвижной оси с движением параллельно этой оси с постоянной скоростью ${\displaystyle v_{\parallel }}$.

Равномерное движение твёрдого тела

Понятие равномерного движения, кроме материальной точки, распространяется на поведение твёрдого тела — например, в ситуации его поступательного движения с постоянной величиной скорости. Если при этом фиксированным остаётся ещё и направление скорости ${\displaystyle {\vec {v}}}$, говорят о равномерном прямолинейном движении тела. Также «равномерным» называют вращательное движение тела вокруг неподвижной оси, то есть вращение с постоянной угловой скоростью ${\displaystyle {\vec {\omega }}}$. Угол поворота определяется представленной ранее в тексте формулой — при этом точки тела движутся с постоянными, но различными в зависимости от удаления от оси скоростями^[2].