Кинематика
Кинематика – раздел механики, в котором изучаются свойства механического движения без учета причин, вызывающих это движение.
Понятие движения или перемещения в пространстве имеет строго определенное значение только при указании, относительно каких тел перемещается рассматриваемый объект, т.е.
мы можем говорить о движении только относительно чего-то. Тело, относительно которого рассматривается движение – тело отсчета.Движение происходит в пространстве, которое обладает определенными свойствами:
1) однородностью (свойства любой точки одинаковы)
2) изотропностью (все направления одинаковы (эквивалентны))
3) обладают эвклидовой геометрией (параллельные прямые никогда не пересекаются).
Хотя бывают и другие.
Если тело отсчета и свойства пространства заданы, можно ввести систему координат, связав ее с телом отсчета.
Тогда положение можно задать тремя координатами, либо радиус-вектором:
z z
 |
у y
x x
(x;y;z) 
Опытным фактом является трехмерность мирового пространства и его эвклидовость на расстояниях, малых по сравнению с радиусом кривизны Вселенной.
Тело отсчета, система координат и способ измерения времени образуют систему отсчета.
При этом тела и часы считаются неподвижными.Время мы воспринимаем как некую последовательность процессов. Для измерения времени используют часы. Общее у всех часов – периодичность процессов.
Под часами в физике понимают любой периодический процесс. Они должны быть заданы в любой точке пространства. И показания часов должны быть одинаковы, т.е. часы в различных точках пространства должны быть синхронизированы. Синхронизация должна проводиться относительно эталонных часов, которые должны иметь равномерный ход. В настоящее время в качестве эталона используют часы, в которых колебательными процессами являются колебания ядер атомов. Равномерность хода обеспечивается постоянством условий, в которых проходят колебания.
В определенной системе отсчета понятие «часы» имеет более широкий смысл, чем в житейских условиях. Именно для отсчета времени можно использовать любой периодический процесс, период которого задает единицу измерения времени. (Например, процессы, протекающие на Солнце, связывают с системой отсчета, связанной с Солнцем, где нет часов. Отсчет времени производится с использованием периода обращения Солнца вокруг своей оси).
Наконец, поскольку пространство и время всегда рассматриваются с точки зрения какой-либо системы отсчета, то пространство и время относительны, также как относительно движение. Следует отметить, что возможны две прямоугольные декартовы системы координат, которые никакими движениями в пространстве не совмещаются друг с другом:
 |  | ||
x
y
y
x
правая левая
Но кроме декартовой системы координат положение точки пространства можно задать еще бесчисленным множеством способов.
Наиболее употребительными являются:
1) 
цилиндрическая система координат.
z ρ=
φ=arctg(x/y)
z z=z
Переход от цилиндрической к декартовой:
φ у x=ρcos φ
ρ y=ρsin φ
z=z
х
2) сферическая система координат. Точка характеризуется (r, θ, φ)
z
r=
θ
θ=arccos(z/)
0 y φ=arctg(y/x)
φ
x
Переход от сферической к декартовой:
x=r.sinθ.cosφ
y=r.sinθ.sinφ
z=r.cosθ
На плоскости наиболее употребительны:
1) прямоугольная декартова
2) полярная (z=0, ρ, φ).
Мы будем пользоваться, в основном, декартовой системой координат, т.е. положение точки задается тройкой чисел (х, у, z). Радиусом-вектором называется вектор, соединяющий начало координат и данную точку пространства, проекции которого на оси системы координат равны координатам выбранной точки (х, у, z).