1.Киниматика материальной точки. Перемещение, скорость, ускорение. Тангенциальное и нормальное ускорение. Мат.точка. – тело размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Скорость- векторная величина V, равная первой производной по времени от радиуса вектора r движущейся точки V=dr/dt и направлена по касательной к траектории в сторону движения точки и численно равна первой производной от длины пути по времени: V=ds/dt, V=x²+y²+z² – проекции. Под скоростью понимают путь, проходимый частицей за единицу времени. Ускорением точки называется векторная величина, равная первой производной по времени от скорости V рассматриваемой точки. W= lim∆t0 ∆v/∆t=dv/dt=v. Под ускорением понимают физическую величину, численно равную изменению скорости за единицу времени. Если за промежуток времени D t скорость изменилась на D V = V2-V1 , то среднее ускорение за этот промежуток времени равно ä_-p =∆V/∆t Если промежуток времени Dt взять настолько малым, что практически считать его можно мгновением (Dt=0), то ускорение за этот промежуток времени можно считать мгновенным. мгновенное ускорение есть тот предел к которому стремится отношение ∆V/∆t при бесконечно малом промежутке времени (Dt0) направления векторов скоростей V1 и V2 не совпадают, и необходимо  каждый раз выполнять векторное вычитание ∆V=V2-V1. за время Dt материальная точка переместится из положения А, где она имела скорость V1, в положение В, где скорость стала V2 Тогда ускорение равно acp =V2-V1/∆t=∆V/∆t Тангенциальное (касательное) ускорение характеризует изменение скорости по модулю в единицу времени (∆V₂=V₂-AC, V₂ и AC, - векторы, имеющие одинаковое направление, но разные модули); - направлено по касательной к кривой в данной точке (отсюда и название) an┴aτ; - рассчитывается: для равнопеременного движения a_x=∆V/∆t=V₂-V₁/∆t, в общем случае ax=V’=x’’, где V ' – первая производная скорости по времени или вторая производная координаты по времени. Нормальное ускорение: - характеризует изменение скорости по направлению за единицу времени (∆V₁=AC-V₁, но [AC]=[V₁], различны только их направления); - направлено перпендикулярно скорости (нормально к скорости – отсюда и название ускорения), то есть по радиусу к центру кривой; - рассчитывается по формулам a_n=V²/R=w²R, где V – линейная скорость, w-угловая скорость, R – радиус кривизны траектории в данной точке.

2. Кинематика твёрдого тела, имеющего неподвижную ось вращения. Угловая скорость. Угловое ускорение. Поступательным наз. такой вид движения при котором любая прямая соединяющая 2 точки твердого, тела в процессе движения перемещается параллельна самой себе. Существенно, что при поступательном движении все точки тела движутся эквивалентно, т. е. по идентичным траекториям с одинаковыми мгновенными скоростями и ускорениями. Во вращательном движении разные точки тела (разно удалённые от оси вращения) за одно и тоже время Dt совершают разные линейные перемещения Dr и, соответственно, обладают разными линейными скоростями и ускорениями. Одинаковыми же для всех точек вращающегося вокруг оси тела будут не линейные, а угловые кинематические характеристики (скорости и пути, перемещения). Они и будут адекватными (и удобными) характеристиками вращательного движения тела в целом. Вращающееся вокруг неподвижной оси тело имеет одну степень свободы. Линейное перемещение Dr (или dr) пропорционально расстоянию R до оси вращения. Угловое же перемещение Dj (или dj), равное линейному Dr, делённому на радиус R соответствующей окружности, то есть dj = dr/R, не зависит от R. Вращательным наз. такой вид движения при котором каждая т. Твердого тела в процессе своего движения описывает окружность.У.с –наз.величина равная первой производной от угла поворота от времени W=dφ/dt физический смысл у.с. изменение угла поворота за единицу времени у.с. у всех т. Тела будет одинакова [1рад/с] Угловое ускорение(ε) –физическая величина числено равная изменению угловой скорости за единицу времени ε=dw/dt, W=dφ/dt ε=dw/dt=d²φ/dt связь. ε V=Wr a_t=dv/dt=d/dt(Wr)=r*dw/dt(ε) a_t=[ε*r] a_n = V²/r =W²*r²/r a_n=W²r

3. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Масса. Сила. cистема отсчета, в которой справедлив закон инерции: материальная точка, на которую не действуют никакие силы, находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно инерциальной системы отсчета поступательно, равномерно и прямолинейно, также является инерциальной системой отсчета. Все инерциальные системы отсчета равноправны, т. е. во всех таких системах законы физики одинаковы.1.Все инертные системы отсчета обладают одинаковыми качествами. Не какая инерциальная система отсчета не обладает преимуществами перед другими инерциальными системами отсчета. 2. все законы механики во всех инерциальных системах отсчета имеют одинаковый вид. Не какими физическими опытами проводимыми внутри инерциальной системы отсчета не возможно установить находится ли эта система в состоянии покоя или в состоянии прямолинейного равномерного движения. Координаты и время в двух произвольных инерциальных системах отсчета связаны преобразованием Галилея: r´=r-(r₀+V_сt) (V_с=const), t´=t, где r и r´ -радиус-векторы движущейся точки в первой и второй системах отсчета, V_e – скорость равномерного и прямолинейного движения второй системы по отношению к первой, а r₀ –радиус-вектор, проведенный из начала координат первой системы в начало координат второй системы в момент времени t=0. Второе условие t´=t выражает абсолютный характер времени в классической механике, т.е. одинаковость его течения во всех инерциальных с.от.. Скорости и ускорения материальной точки в обеих системах отсчета связаны соотношениями: v´=dr´/dt´=dt/dt-v_с=v-v_c, a´=dv´/dt´= =dv/dt=a. Ускорение какой-либо мат.т. во всех инерциальных системах одинаково. Силы взаимодействия мат.т. зависят только от их взаимного расположения и от скорости движения друг относительно друга, а также от времени. Из формул преобразования Галилея следует, что все эти величины во всех инерциальных системах отсчета одинаковы: r´₂-r´₁=r₂-r₁ и V´₂-V´₁=V₂-V₁. Поэтому одинаковы и силы, действующие на движущуюся мат.т.: F´=F  F´/a´= F/a=m, т.е. уравнения движения мат.т. и систем этих точек одинаковы во всех инерциальных системах отсчета – инвариантны по отношению к преобразованию Галилея. Иными словами все инерциальные системы в механике равноправны. Массой тела называется количественная характеристика инертности тела. Масса - скал. величина, обл. св-ми:

-не зависит от скорости движ. тела

-масса – величина аддитивная, т.е. масса системы рана сумме масс мат. т., вход в состав этой системы

-при любых воздействиях выполняется закон сохранения массы: суммарная масса взаимодействующих тел до взаимодействия и после равны между собой.

-центр масс системы (ц. инерции)- точка, в которой может считаться масса всего тела при поступательном движении данного тела. Это точка С, радиус-вектор r_c которой равен r_c=m^-1m_ir_{i .} Центр масс системы движется как мат.т., в которой сосредоточена масса всей системы и на которую действует сила, равная главному вектору внешних сил, действующих на всю систему. Силой называется векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на рассматриваемое тело со стороны других тел или полем (особая форма материи, связывающая частицы вещества в единые системы и передающая с конечной скоростью действия одних частиц на другие). Действие силы проявляется в том, что телу сообщается ускорение и тело деформирует. При рассмотрении сил различают внутренние и внешние силы. Внешними называются силы, действующие на данное тело или на точку, входящую в данную систему отсчета со стороны других тел или со стороны точек, не входящих в данную систему. Внутренними называются силы, с которыми точки системы действуют друг на друга. Если на какую то точку действует несколько сил, то векторная сумма всех сил равна равнодействующей всех сил.

4.второй закон ньютона. Импульс. Закон сохранения импульса. Второй закон ньютона: В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе. Основным законом динамики материальной точки является второй закон Ньютона, который гласит: скорость изменения импульса p материальной точки равна действующей на нее силе F, т.е. F=dp/dt=d/dt(m;V). Векторная величина Fdt называется элементарным импульсом силы F за малое время dt её действия. Поскольку dm/dt=0, поэтому a=F/m. Поэтому второй закон Ньютона можно сформулировать так: ускорение мат. т. совпадает по направлению с действующей на нее силой и равно отношению этой силы к массе мат. т.Импульсом, или количеством движения мат.т. называется векторная величина p, равная произведению массы m мат. точки на её скорость. Импульс системы равен p=mV_c. Закон сохранения импульса.

Замкнутой наз. система на которую не действуют внешние силы или векторная сумма всех внешних сил =0. импульс p замкнутой системы не изменяется с течением времени, т.е. dp/dt=0 и p=const. В отличие от законов Ньютона, з.сохр. импульса справедлив не только в рамках классической механики. Он принадлежит к числу самых основных физических законов, т.к. связан с определенным свойством симметрии пространства – его однородностью. Однородность пространства проявляется в том, что физические свойства замкнутой системы и законы ее движения не зависят от выбора положения начала координат инерциальной системы отсчета, т.е. не изменяются при параллельном переносе в пространстве замкнутой системы отсчета как целого. Согласно современным представлениям импульсом могут обладать не только частицы и тела, но также и поля. Если система не замкнутая, но действующие на нее внешние силы таковы, что их равнодействующая равна 0, то, согласно законам Ньютона, импульс системы не изменяется с течением времени (p=const).

5. Работа переменной силы. Энергия. Мощность. Пусть тело движется прямолинейно с равномерной силой под углом £ к направлению перемещения и проходит расстояние S/ Работой силы F называется скалярная физическая величина, равная скалярному произведению вектора силы на вектора перемещения. A=F·s·cos £. А=0, если F=0, S=0, £=90º. Если сила непостоянная (изменяется), то для нахождения работы следует разбивать траекторию на отдельные участки. Разбиение можно производить до тех пор, пока движение не станет прямолинейным, а сила постоянной │dr│=ds.. Работа, совершенная силой на данном участке определяется по представленной формуле dA=F· dS· cos £= = │F│·│dr│· cos £=(F;dr)=F_·dS A=F·S· cos £=F_·S . Таким образом работа переменной силы на участке траектории равна сумме элементарных работ на отдельных малых участках пути A=SdA=SF_·dS= =S(F·dr).

Энергия это физическая величина, характеризующая способность систем тел совершать работу. Механическая энергия делится на кинетическую и потенциальную. E=E_к+E_п. Кинетическая энергия тела является мерой его механического движения и измеряется той работой, которую может совершить это тело при его торможении до полной остановки. Кинетическая энергия материальной равна половине произведения массы m точки на квадрат скорости ее движения: Е_к=½mv² . – при поступательном движении. Потенциальной энергией называют часть энергии механической системы, зависящую от конфигурации системы, т.е от взаимного расположения частиц системы и их положения во внешнем силовом поле.

Мо́щность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

- Средняя мощность.

- мгновенная мощность

Мощность в механике. Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело: F — сила, v — скорость, α — угол между вектором скорости и силы.

6.Связь между консервативной силой и потенциальной энергией. Полная энергия. Закон сохранения механической энергии. Силы, работа которых не зависит от формы траектории и характера движения при переходе системы из начального состояния в конечное, а определяется только взаимным положением тел системы, называются консервативными.Работа консервативных сил по замкнутой траектории равняется нулю.Все силы, работа которых по замкнутому контуру не равняется нулю, называются неконсервативными.К неконсервативным относятся диссипативные силы. Суммарная работа всех внутренних диссипативных сил системы на любом участке траектории отрицательна в любой произвольно выбранной ИСО. Диссипативными являются силы трения, сопротивления. К диссипативным относятся все силы, которые могут быть представлены в виде:

F = -h(υ)·υ,     где υ - относительная скорость движения тел; h(υ) - положительный коэффициент, который в общем случае  может зависеть от скорости.

Работа консервативных сил не зависит от формы траектории. Следовательно, потенциальная энергия, изменение которой, взятое с обратным знаком, равно этой работе, может служить характеристикой силового поля. Про тела, которые могут совершить работу, говорят, что они обладают энергией.

Потенциальная энергия - физическая величина, показывающая, какую работу могут совершить внутренние консервативные силы над телом. 

Установим связь между потенциальной энергией и силами, формирующими это потенциальное поле. Рассмотрим сначала одномерное движение частицы под действием некоторой внутренней консервативной силы F_x. Исходя из определений элементарной работы и потенциальной энергии, имеем: dA = F_xdx = -dE_п.    Закон сохранения энергии — это интегральный закон. Это значит, что он складывается из действия дифференциальных законов и является свойством их совокупного действия. З.с.э отражает понятие однородности времени. Не важно в какой момент времени рассматривается система, з. для нее будет выполнятся. Можно добавить к законам сохранения массы

7. Абсолютно упругий и неупругий удар. Абсолютно упругий удар — модель соударения, при которой полная кинетическая энергия системы сохраняется. В классической механике при этом пренебрегают деформациями тел. Соответственно, считается, что энергия на деформации не теряется, а взаимодействие распространяется по всему телу мгновенно. Хорошей моделью абсолютно упругого удара является столкновение бильярдных шаров или упругих мячиков.Абсолютно упругий удар может выполняться совершенно точно при столкновениях элементарных частиц низких энергий. Это следствие принципов квантовой механики, запрещающей произвольные изменения энергии системы. Если энергии сталкивающихся частиц недостаточно для возбуждения их внутренних степеней свободы, то механическая энергия системы не меняется. Изменение механической энергии может также быть запрещено какими-то законами сохранения (момента импульса, чётности и т. п.). Надо, однако, учитывать, что при столкновении может изменяться состав системы. Простейший пример — излучение кванта света. Также может происходить распад или слияние частиц, а в определённых условиях — рождение новых частиц. В замкнутой системе при этом выполняются все законы сохранения, однако при вычислениях нужно учитывать изменение системы.

Абсолю́тно неупру́гий удар — удар, в результате которого компоненты скоростей тел, нормальные площадке касания, становятся равными. Если удар был центральным (скорости были перпендикулярны касательной плоскости), то тела соединяются и продолжают дальнейшее своё движение как единое тело. Как и при любом ударе, при этом выполняются закон сохранения импульса и закон сохранения момента импульса, но не выполняется закон сохранения механической энергии. Энергия, конечно же, никуда не исчезает, а переходит в тепловую. Хорошая модель абсолютно неупругого удара — сталкивающиеся пластилиновые шарики.

8. Динамика твёрдого тела, имеющего неподвижную ось вращения. Момент силы. Момент импульса. Момент инерции. Теория Штайнера. Теорема Штейнера: Моментом инерции твердого тела относительно любой оси равен сумме момента инерции относительно оси проходящей через центр масс и произведению массы этого тела на квадрат расстояния между осями. I=I₀+md² .Величина I, равная сумме произведений элементарных масс на квадраты их расстояния от некоторой оси, наз. моментом инерции тела относительно данной оси. I=m_iR_i² Суммирование производиться по всем элементарным массам на которые можно разбить тело.

Моментом силы наз. физ. величина численно равная векторному произведению радиуса вектора силы на вектор силы M =[r*F] r- радиус вектор силы. Линия в доль которой действуют силы наз. линией действия силы. M=rRsin r*sin=l M=F*l l- плече силы, перпендикуляр кратчайшее расстояние до линии действия силы. Моментом силы относительно оси Z наз. проекция момента силы на выбранное направление Z M_z=[r*F]_z

Моментом импульса т. наз. величина физически равная векторному произведению радиуса вектора т. на ее импульс L=[r*p] p=mV L=[r*mV] L=Iw lw –напр. в одну сторону. Моментом импульса тела называется величина, равная векторной сумме моментов импульса его частей: L = L_i = [r_i·p_i] = [r_i·m_iv_i].  Произведя суммирование по всему телу и исходя из определения момента инерции, получим выражение для проекции момента импульса тела на ось Z: L_z = L_ziL_i·cos(_i)R_i^·m_i·w_z = I·w_z. При суммировании мы учли, что значения проекций векторов моментов импульса каждой части тела на ось Z имеют одинаковые знаки, т.к. для них углы между вектором угловой скорости и моментами импульсов всегда острые. выражение не зависит от выбора точки О на оси вращения. В случае несимметричного тела вектор L направлен под произвольным углом к оси вращения и прецессирует вокруг нее. В случае симметричного тела и нахождения точки О на оси симметрии направление момента импульса тела совпадает с направлением его угловой скорости, т.к. всегда найдется пара симметричных точек, для которых составляющие вектора L, в направлении перпендикулярном оси вращения, скомпенсированы. Следовательно, для симметричного тела, вращающегося вокруг оси симметрии справедливо векторное равенство: L = I·w.     (7.3)

Момент импульса симметричного тела, вращающегося вокруг оси  симметрии, равен произведению его момента инерции относительно этой оси на угловую скорость. Вражение аналогично определению импульса тела в случае его поступательного движения точки p = m·v. Следовательно, момент импульса твердого тела - есть мера его вращательного движения.

Абсолютно твердое телом наз. тело, деформациями которого можно пренебречь в условиях данной задачи. Частный случай 2го закона Ньютона. F=ma a=Er F=mEr момент силы rF = mr²E момент инерции M_i=IE при постоянном моменте инерции угловой ускорение вращающегося тела прямо-порционально результирующему моменту всех внешних сил приложенных к этому телу. E==dw/dt Mi=Idw/dt iMi=d(IW)/dt M=Dl/dt первая производная от момента импульса повремени твердого тела равна результирующему моменты всех внешних сил приложенных к этому телу

9. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия вращения.

Момент импульса системы тел сохраняется неизменным при любых взаимодействиях внутри системы, если суммарный момент внешних сил, действующих на систему равен нулю. в изолированной системе сумма моментов импульса всех тел есть величина постоянная J₁ω₁+J₂ω₂+…+J_nω_n=const где Ji и ωi моменты инерции и угловые скорости тел, составляющих изолированную систему. Из основного уравнения динамики вращательного движения при М=0 получаем d/dt(Jω)=0Jω=const В изолированной системе сумма моментов импульса всех тел есть величина постоянная. Кинетическая энергия вращательного движения — энергия тела, связанная с его вращением.

Основные кинематические характеристики вращательного движения тела — его угловая скорость (ω) и угловое ускорение. Основные динамические характеристики вращательного движения — момент импульса относительно оси вращения z: Kz = Izω

и кинетическая энергия где Iz — момент инерции тела относительно оси вращения.

Похожий пример можно найти при рассмотрении вращающейся молекулы с главными осями инерции I1, I2 и I3. Вращательная энергия такой молекулы задана выражением

где ω1, ω2, и ω3 — главные компоненты угловой скорости.

В общем случае, энергия при вращении с угловой скоростью находится по формуле:

, где I — тензор инерции.

10. Закон Ньютона для неинерциональных систем отсчёта. Силы инерции. Центробежная сила. Кориолисова сила. При учете сил инерции второй закон Ньютона будет справедлив для любой системы отсчета: произведение массы тела на ускорение в рассматриваемой системе отсчета равно сумме всех сил, действующих на данное тело (учитывая и силы инерции). При этом силы инерции Fin должны быть такими, чтобы вместе с силами F, обусловленными воздействием тел друг на друга, они сообщали телу ускорение а', каким оно обладает в неинерциальных системах отсчета, т. е.

Так как F=ma (a - ускорение тела в инерциальной системе отсчета), то

Силы инерции обусловлены ускоренным движением системы отсчета относительно измеряемой системы, поэтому в общем случае следует учитывать следующие случаи возниконовения этих сил: 1) силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета; 2) силы инерции, которые действуют на тело, покоящееся во вращающейся системе отсчета; 3) силы инерции, которые действуют на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета.

11. Элементы механики жидкости. Линии тока. Уравнение неразрывности.

Структура жидкостей: Жидкое состояние сочетает в себе некоторые черты газового и твердого состояний, занимая

промежуточное положение между ними. Можно провести сравнение между различными фазами и найти

общие черты и различия. Так, между газами и жидкостями можно найти следующие общие черты: 1) они не

имеют собственной формы (принимают форму сосуда), 2) текучие состояния, 3) молекулы газа и жидкости

перемещаются на большие расстояния (скорости молекул и дальность диффузии), 4) изотропия. Можно

отметить общие черты между жидкостями и твердыми телами (которые не присущи газам): 1) имеется

собственный объем. 2) слабая сжимаемость, 3) большая плотность вещества (относительно слабо меняется с

давлением), 4) сопротивление сжатию и растяжению.

Линии тока 1) векторного поля р, линии, в каждой точке которых касательная имеет направление вектора поля в этой точке (см. Векторное поле). Дифференциальные уравнения Л. т. имеют вид:

dx/p1 = dy/p2 = dz/p3,

где p1, p2, p3 — координаты вектора поля, а х, у, z — координаты точки Л. т.

2) В гидроаэромеханике, линия, в каждой точке которой касательная к ней совпадает по направлению со скоростью частицы жидкости в данный момент времени. Совокупность Л. т. позволяет наглядно представить в каждый данный момент времени поток жидкости, давая как бы моментальный фотографический снимок течения. Они могут быть сделаны видимыми с помощью взвешенных частиц, внесённых в поток (например, алюминиевый порошок в воде, дым в воздухе). При фотографировании такого потока с короткой выдержкой получается изображение Л. т

Векторное поле

область, в каждой точке Р которой задан вектор а (Р). Математически В. п. может быть определено в данной области G посредством вектор-функции a (Р) переменной точки Р этой области. К понятию В. п. приводит целый ряд физических явлений и процессов (например, векторы скоростей частиц движущейся жидкости в каждый момент времени образуют В. п.). Теория В. п. широко разработана и имеет разнообразные применения в различных областях естествознания.

Бернулли уравнение, основное уравнение гидродинамики, связывающее (для установившегося течения) скорость текущей жидкости v, давление в ней р и высоту h расположения малого объёма жидкости над плоскостью отсчёта. Б. у. было выведено Д. Бернулли в 1738 для струйки идеальной несжимаемой жидкости постоянной плотности r, находящейся под действием только сил тяжести. В этом случае Б. у. имеет вид:

v2/2 + plr + gh = const,

где g — ускорение силы тяжести.

Вязкость.

Вязкость - свойство жидкостей и газов оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Вязкость объясняется возникновением при движении внутреннего трения между частицами. Силы внутреннего трения направлены вдоль поверхности соприкасающихся слоев и зависят от их относительных скоростей.

Внутреннее трение - совокупность процессов: - происходящих в твердых, жидких и газообразных телах при их деформации; и - приводящих к необратимому рассеянию механической энергии и ее превращению во внутреннюю энергию.

12. Элементы специальной теории относительности. Преобразование Лоренца. Относительность одновременности. Лоренцево сокращение длинны. Специа́льная тео́рия относи́тельности (СТО) (ча́стная тео́рия относи́тельности; релятивистская механика) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей называется общей теорией относительности. Система отсчёта представляет собой некоторое материальное тело, выбираемое в качестве начала этой системы, способ определения положения объектов относительно начала системы отсчёта и способ измерения времени. Обычно различают системы отсчёта и системы координат. Добавление процедуры измерения времени к системе координат «превращает» её в систему отсчёта. Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это такая система, относительно которой объект, не подверженный внешним воздействиям, движется равномерно и прямолинейно. Постулируется, что любая система отсчёта, движущаяся относительно данной инерциальной системы равномерно и прямолинейно, также является ИСО. Событием называется любой физический процесс, который может быть локализован в пространстве, и имеющий при этом очень малую длительность. Другими словами, событие полностью характеризуется координатами (x,y,z) и моментом времени t. Примерами событий являются: вспышка света, положение материальной точки в данный момент времени и т. п. Обычно рассматриваются две инерциальные системы S и S'. Время и координаты некоторого события, измеренные относительно системы S обозначаются как (t, x, y, z), а координаты и время этого же события, измеренные относительно системы S', как (t', x', y', z'). Удобно считать, что координатные оси систем параллельны друг другу и система S' движется вдоль оси x системы S со скоростью v. Одной из задач СТО является поиск соотношений, связывающих (t', x', y', z') и (t, x, y, z), которые называются преобразованиями Лоренца. Если ИСО K' движется относительно ИСО K с постоянной скоростью V вдоль оси x, а начала пространственных координат совпадают в начальный момент времени в обеих системах, то преобразования Лоренца (прямые) имеют вид:

где c — скорость света, величины со штрихами измерены в системе K', без штрихов — в K.

Эта форма преобразования (то есть при выборе коллинеарных осей), называемая иногда бустом (англ. boost) или лоренцевским бустом (особенно в англоязычной литературе), несмотря на свою простоту, включает, по сути, всё специфическое физическое содержание преобразований Лоренца, так как пространственные оси всегда можно выбрать таким образом, а при желании добавить пространственные повороты не представляет трудности (см. это в явном развёрнутом виде ниже), хотя и делает формулы более громоздкими.