Поступательным называется такое движение абсолютно твердого тела, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, перемещается параллельно самой себе. Все точки тела, движущегося поступательно, в каждый момент времени имеют одинаковые скорости и ускорения, а их траектории полностью совмещаются при параллельном переносе. Поэтому кинематическое рассмотрение поступательного движения абсолютно твердого тела сводится к изучению движения любой его точки. В самом общем случае поступательно движущееся твердое тело обладает тремя степенями свободы.
При вращательном движении все точки твердого тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной той же прямой, называемой осью вращения.Для описания вращательного движения нужно задать положение в пространстве оси вращения и угловую скорость тела в каждый момент времени.
Бесконечно малый поворот (dφ) — это поворот, который можно рассматривать как вектор.
Угловая скорость — векторная физическая величина, характеризующая скорость вращения тела. Вектор угловой скорости по величине равен углу поворота тела в единицу времени:
Легко найти связь между линейной скоростью точки v, ее угловой скоростью ω и радиусом r окружности, по которой она движется.
т. е. линейная скорость при движении по окружности равна угловой скорости, умноженной на радиус окружности.
При вращательном движении действуют: тангенциальное и центростремительное ускорения.
В любой точке вращательного движения шара вектор его линейной скорости направлен перпендикулярно радиусу. Нетрудно догадаться, что при таком вращении по окружности, вектор линейной скорости шара постоянно меняет свое направление. Ускорение, характеризующее такое изменение скорости, называется центробежным (центростремительным) ускорением.
Центробежное ускорение можно вычислить по формуле:
Тангенциальное ускорение,касательное ускорение, составляющая ускорения, направленная по касательной к траектории тела.
где - путевая скорость вдоль траектории, совпадающая с абсолютной величиной мгновенной скорости в данный момент.
Угловое ускорение — физическая величина, характеризующая быстроту изменения угловой скорости твёрдого тела.
Существует связь между тангенциальным и угловым ускорениями:
где R — радиус кривизны траектории точки в данный момент времени
Тангенциальное ускорение направлено по касательной в траектории движения тела, а нормальное — перпендикулярно ему.