Wstęp

Aby nasz opis kinematyki był kompletny, musimy poznać zagadnienie ruchu w dwóch i trzech wymiarach. W rzeczywistości większość obiektów we Wszechświecie nie porusza się tylko po liniach prostych, ale właśnie po torach zakrzywionych na płaszczyźnie lub w przestrzeni trójwymiarowej. Od prostego kopnięcia piłki, poprzez tory lotu ptaków czy ruchy orbitalne ciał niebieskich, aż do przepływu ciałek krwi w naszych żyłach – w większości przypadków mamy do czynienia z ruchem po trajektoriach krzywoliniowych.

Na szczęście możemy wykorzystać wiedzę z poprzedniego rozdziału o ruchu w jednym wymiarze, gdzie poznaliśmy pojęcia położenia, przemieszczenia, prędkości i przyspieszenia, które teraz łatwo uogólnimy do przypadku dwu- lub trójwymiarowego. Rozważmy ruch samolotów z Zespołu Akrobacyjnego „Orlik”. Każdy samolot porusza się w przestrzeni powietrznej po swojej własnej zakrzywionej trajektorii i ma określone prędkość i przyspieszenie. Zatem, aby poprawnie opisać ruch dowolnego z samolotów, każdemu z nich musimy przyporządkować indywidualny wektor położenia, czyli jego składowe w trzech kierunkach przestrzeni, a także pełny wektor prędkości i przyspieszenia - także w trzech wymiarach. Możemy w tym celu skorzystać z definicji wprowadzonych w rozdziale Ruch prostoliniowy, dokonując pewnych modyfikacji – przede wszystkim włączając do opisu rachunek wektorowy.

W tym rozdziale zbadamy także dwa szczególne rodzaje ruchu w dwóch wymiarach: rzuty w ziemskim polu grawitacyjnym oraz ruch po okręgu. Na końcu rozdziału przedyskutujemy problem ruchu względnego. Ruch danego samolotu z rysunku zamieszczonego na początku możemy rozpatrywać względem każdego innego samolotu, a także względem widzów obserwujących pokaz z Ziemi (jest to ruch względny).