Траєкторія (фізіч., математіч.)
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Траєкторія (фізіч., математіч.)

Траєкторія (від позднелат. trajectorius — що відноситься до переміщення), безперервна лінія, яку описує крапка при своєму русі. Якщо Т. — пряма лінія, рух крапки називається прямолінійним, інакше — криволінійним. Вигляд Т. вільної матеріальної крапки залежить від сил, що діють на крапку, початкових умов руху і від того, по відношенню до якої системи відліку рух розглядається; для скованої крапки вигляд Т. залежить ще від накладених зв'язків (див. Зв'язки механічні ).

  Наприклад, по відношенню до Землі (якщо нехтувати її добовим обертанням) Т. вільної матеріальної крапки, відпущеної без початкової швидкості і рухомого під дією сили тягаря, буде пряма лінія (вертикаль), а якщо крапці повідомити початкову швидкість u 0 , не направлену уздовж вертикалі, то за відсутності опори повітря її Т. буде парабола ( мал. 1 ).

  Т. крапки, рухомої в центральному полі тяжіння, залежно від величини початкової швидкості може бути еліпс, парабола або гіпербола (у окремих випадках — пряма лінія або коло). Так, в полі тяжіння Землі, якщо вважати його центральним і нехтувати опором середовища, Т. крапки, що отримала поблизу поверхні Землі початкову швидкість u 0 , направлену горизонтально ( мал. 2 ), буде: коло, коли 7,9 км. / сік (перша космічна швидкість); еліпс, коли ; парабола, коли  11,2 км. / сік (друга космічна швидкість) і гіпербола, коли . Тут R — радіус Землі, g — прискорення сили тяжіння поблизу земної поверхні, а рух розглядається по відношенню до осей, що переміщаються разом з центром Землі поступально відносно зірок; для тіла (наприклад, супутника) все сказане відноситься до Т. його центру тяжіння. Якщо ж напрям u 0 не буде ні горизонтальним, ні вертикальним, то при  Т. крапки буде дугою еліпса, що пересікає поверхню Землі; такі Т. центру тяжіння балістичних ракет.

  Приклад скованої крапки — невеликий вантаж, підвішений на нитці (див. Маятник ). Якщо нитку відхилювати від вертикалі і відпустити без початкової швидкості, то Т. вантажу буде дугою кола, а якщо при цьому вантажу повідомити початкову швидкість, не лежачу в плоскості відхилення нитки, то Т. вантажу можуть бути криві досить складного вигляду, лежачі на поверхні сфери (сферичний маятник), але в окремому випадку це може бути коло, лежаче в горизонтальній плоскості (конічний маятник).

  Т. точок твердого тіла залежать від закону руху тіла. При поступальній ході тіла Т. всіх його крапок однакові, а у всіх інших випадках руху ці Т. будуть взагалі різними для різних точок тіла. Наприклад, в колеса автомобіля на прямолінійній ділянці дороги Т. точки обода колеса по відношенню до шосе буде циклоїда, а Т. центру колеса — пряма лінія. По відношенню ж до кузова автомобіля Т. точки обода буде коло, а центр колеса — нерухомий.

  Визначення Т. має важливе значення як при теоретичних дослідженнях, так і при вирішенні багатьох практичних завдань.

  С. М. Тарг.

Мал. 2. Види траєкторій в полі тяжіння Землі.

Мал. 1. Параболічна траєкторія.