Диференціальні рівняння руху вільної матеріальної точки
Диференціальні рівняння руху вільної матеріальної точки отримують шляхом проектування векторного рівняння на координатні осі :
а) В декартовій системі координат:
; ; ,
або ;
;
,
де m ‑ маса точки, - проекції прискорення точки на вісі, ‑ алгебраїчні суми проекцій на координатні осі сил, що діють на точку.
Ці рівняння називаються динамічними рівняннями руху матеріальної точки в координатній формі.
Якщо точка рухається в площині, то її рух описується першими двома рівняннями, а якщо по прямій, то тільки одним з них (при цьому вісь слід спрямувати за рухом точки).
б) У природній системі координат в натуральній формі (дотична, нормаль і бінормаль):
;
;
,
де ‑ проекція швидкості на дотичну ; ‑ радіус кривизни траєкторії в данній точці; ‑ алгебраїчні суми проекцій всіх сил, які діють на точку, на натуральні осі .
Ці рівняння називаються динамічними рівняннями руху точки в натуральній формі або у формі Ейлера.
Ця система використовується, якщо рух точки є невільним, коли, завдяки наявності зв¢язків, точка рухається по відомій траєкторії або поверхні.
Перше рівняння є диференціальним, якщо відомі проекції сил на дотичну траєкторії руху. Інші два рівняння дозволяють визначити реакції в¢язів.
Диференціальні рівняння руху матеріальної точки дозволяють вирішити дві основні задачі динаміки.