15

Kinematika

Kinematika posuvného pohybu

Poloha

V mechanice definujeme polohu tělesa jako umístění tělesa v prostoru. Toto umístění se však při pohybu mění. Zajímá nás tedy, kde se těleso nachází na začátku pohybu, na konci pohybu nebo v průběhu konání celého pohybu. Poloha sportovce v prostoru je důležitá, neboť například taktika mnoha sportovních her vychází z polohy protihráče v prostoru. Můžeme si uvést jednoduchý příklad pohybu sportovce v prostoru.

V mnoha sportech je nutné popsat pohyb v rovině či celém prostoru. Zvažme tedy případ dvourozměrné situace. Představme si fotbalové utkání, při němž potřebujeme popsat polohu střelce pokutového kopu v momentě střely na bránu (obr. 7). Šířka fotbalového hřiště je 48 m a pokutový kop se kope ze vzdálenosti 11 m. Polohu hráče vykonávajícího pokutový kop můžeme popsat vzhledem k rohovému praporku, který je po pravici brankáře. Rohový praporek pokládáme tedy za nulový bod. Hráč se tedy nachází 11 m (měřeno ve směru autové čáry) a 24 m (měřeno ve směru brankové čáry) od rohového praporku.

Obrázek 7 Fotbalové hřiště jako kartézská soustava souřadnic.

V tomto případě nám pomůže kartézská soustava souřadnic se dvěma osami – x a y. Nejdříve zvolíme počátek soustavy souřadnic. V našem případě je to rohový praporek po levici brankáře. Autová čára bude osa y a branková čára osa x. Kladné hodnoty osy x a y jsou determinovány jen v hracím poli. Za brankovou čarou a mimo hřiště po pravici brankáře jsou hodnoty polohy x a y záporné. V takovém případě označíme polohu hráče v prostoru dvěma souřadnicemi (11 m; 24 m). V případě trojrozměrného prostoru musíme přidat ještě třetí souřadnici, která označuje polohu bodu ve vertikálním směru. Hlava hráče by se mohla například nacházet ve výšce 1,7 m nad hrací plochou a tak poloha hlavy v naší kartézské soustavě souřadnic by byla (11 m; 24 m; 1,7 m).


V trojrozměrném prostoru potřebujeme tři souřadnice k popisu polohy tělesa.


Jedna osa kartézské soustavy souřadnic je tedy vertikální (z) a dvě horizontální (x, y). Počátek soustavy souřadnic dělí osy na kladnou a zápornou část. K popisu polohy používáme jednotku délky.