Kinematika je ... Kinematika: definicija, formule, zadaci

Što je kinematika?

Koji se objekti smatraju?

Ako je kinematika dio fizike, koji proučava načine opisivanja gibanja tijela u različitim prostorima, tako da morate djelovati na samim tijelima, zar ne? Da biste brzo shvatili što je u pitanju, možete pronaći multimedijsku lekciju za učenike. Kinematika za razumijevanje općenito je jednostavna, ako razumijete njegove temeljne osnove. Kad se upoznate s njima, primijetit ćete da u teoriji postoje informacije da ovaj dio fizike proučava zakone gibanja materijalnih točaka. Primjetite kako je definicija objekata generalizirana. S druge strane, materijalne točke nisu jedini objekt koji se smatra kinematičkim. Ovaj dio fizike proučava načela gibanja apsolutno krutih tijela i idealnih tekućina. Vrlo često se sva ova tri pojma kombiniraju u jedan, jednostavno "idealizirani objekt". Idealizacija u ovom slučaju nužna je za konvencije izračuna i odstupanje od mogućih sustavnih pogrešaka. Ako pogledate definiciju materijalne točke, primijetit ćete da je o tome pisano: ovo je tijelo čije dimenzije mogu biti zanemarene u odgovarajućoj situaciji. To se može shvatiti na sljedeći način: u usporedbi s udaljenošću, linearne dimenzije objekta su zanemarive.

Što se koristi za opisivanje?

Kao što je ranije rečeno, kinematika je podsekcija mehanike, koja istražuje načine opisivanja gibanja točke. Ali ako je tako, za izvršenje takvih operacija potrebni su neki temeljni koncepti i principi, poput aksiomatskih? Da. A u našem slučaju jesu. Prvo, u kinematici, obično je pravilo rješavati probleme bez da se osvrne na sile koje djeluju na materijalnu točku. Svi dobro poznajemo da će tijelo ubrzati ili usporiti ako se na njemu djeluje određena sila. A kinematika - to je pododjeljak koji vam omogućuje rad s ubrzanjem. Međutim, ovdje se ne razmatraju prirodu sila koje se pojavljuju. Da bi opisali kretanje, koriste se metode matematičke analize, linearne i prostorne geometrije, kao i algebra. Određene uloge igraju koordinate rešetke i same koordinate. Ali o tome ćemo razgovarati malo kasnije.

Povijest stvaranja

Prvi radovi na kinematici sastavili su veliki znanstvenik Aristotel. To je bio onaj koji je formirao neke temeljne principe ove industrije. Iako su njegovi radovi i zaključci sadržavali brojna pogrešna mišljenja i refleksije, njegova su djela još uvijek od velike vrijednosti za modernu fiziku. Aristotelov rad kasnije je studirao Galileo Galilei. Provodio je poznate eksperimente s Klesarskom tornjom u Pisi, kada je proučavao zakone procesa slobodnog pada tijela. Proučavajući cijelo vrijeme i preko njega, Galileo je podvrgnuo Aristotelovim odrazima i zaključcima oštrim kritikama. Na primjer, ako je potonji napisao da je sila uzrok pokreta, Galileo je dokazao da je sila uzrok ubrzanja, ali ne na bilo koji način da će tijelo poduzeti i da će se kretati i kretati. Prema Aristotelu, tijelo može postići brzinu samo pod utjecajem određene sile. Ali znamo da je ovo mišljenje pogrešno, jer postoji uniforma naprijed kretanje. Ovo još jednom dokazuje kinematičke formule. I nastavit ćemo na sljedeće pitanje.

Kinematika. Fizika. Osnovni pojmovi

U ovom odjeljku postoji niz temeljnih načela i definicija. Počnimo, možda, s glavnim.

Mehanički pokret

Vjerojatno, iz škole kluba, pokušavamo postaviti ideju o tome što se može smatrati mehaničko kretanje. Suočavamo se svakodnevno, svaki sat, svake sekunde. Mehaničkim kretanjem razmotrit ćemo proces koji se odvija u prostoru s vremenom, odnosno promjena položaja određenog tijela. U toj vrlo često relativnosti primjenjuje se na proces, tj. Rečeno je da se položaj, recimo, prvo tijelo promijenilo s obzirom na položaj druge. Zamislimo da imamo dva automobila na startnoj liniji. Signal operatora ili svjetla zapali su vatru - a automobili su se prekinuli. Na samom početku, situacija se mijenja. I možete razgovarati o ovom dugom i zamornom: s obzirom na konkurenta, s obzirom na startnu liniju, s obzirom na fiksni gledatelja. No, vjerojatno je ta ideja jasna. Isto se može reći i za dvije osobe koje idu na bilo koji način ili drugačije. Položaj svake od njih u odnosu na druge promjene u svakom trenutku vremena.

Referentni sustav

Kinematika, fizika - sve te znanosti koriste takav temeljni koncept kao okviri referencije. Zapravo, ona ima vrlo važnu ulogu i praktično se primjenjuje u praktičnim zadaćama gotovo posvuda. S referentnim okvirom mogu se povezati dvije važnije komponente.

Koordinira mrežu i koordinate

Potonji su samo skup brojeva i slova. Pomoću određenih logičkih postavki možemo sastaviti našu jednodimenzionalnu ili dvodimenzionalnu koordinatnu rešetku koja će nam omogućiti da riješimo najjednostavnije zadatke promjene položaja materijalne točke u određenom vremenskom razdoblju. Obično se u praksi koristi dvodimenzionalna rešetka s osi X ("X") i Y ("yerk"). U trodimenzionalni prostor doda Z-osi (ZET) i samo je X u jednodimenzionalnom. Artileri i izviđači često rade s koordinatama. Po prvi put ih susrećemo u osnovnoj školi, kada počinjemo crtati segmente određene duljine. Uostalom, diplomiranje nije ništa više od upotrebe koordinata kako bi se označio početak i kraj.

Kinematika 10 klasa. Vrijednosti

Glavne veličine koje se koriste za rješavanje problema kinematike materijalne točke su udaljenost, vrijeme, brzina i ubrzanje. Razgovarajmo o posljednjim detaljima. Obje ove količine su vektori. Drugim riječima, oni imaju ne samo numerički indeks, već i određeni smjer. Kretanje tijela će se pojaviti u smjeru u kojem je usmjeren vektor brzine. U ovom slučaju, ne smijemo zaboraviti na vektor ubrzanja, ako imamo slučaj neujednačenog kretanja. Ubrzanje se može usmjeriti u istom smjeru ili u suprotnom smjeru. Ako su zajednički, tijelo će se kretati brže i brže. Ako se drugačije usmjerava, objekt će usporiti dok se ne zaustavi. Nakon toga, u prisustvu ubrzanja, tijelo će dobiti suprotnu brzinu, tj. Pomaknuti se u suprotnom smjeru. Sve to u praksi vrlo, vrlo jasno pokazuje kinematiku. Deseta klasa je točno razdoblje u kojem se taj dio fizike otkriva u dovoljnoj mjeri.

formula

Kinematske formule su vrlo jednostavne za izlaz i pohranu. Na primjer, formula udaljenosti koja je putovala tijekom određenog vremena ima sljedeći oblik: S = VoT + aT ^ 2/2. Kao što vidimo, s lijeve strane imamo samo udaljenost. S desne strane možete pronaći početnu brzinu, vrijeme i ubrzanje. Znak plus je čisto proizvoljna, jer ubrzanje može imati negativnu skalarnu vrijednost pri kočenju objekta. Općenito, kinematika kretanja podrazumijeva postojanje jedne vrste brzine, stalno govorimo "početno", "konačno", "trenutačno". Trenutačna brzina pojavljuje se u određenom trenutku. Ali ako mislite o tome, tada konačne ili početne komponente nisu ništa više od njegovih posebnih manifestacija, zar ne? Tema "Kinematika" vjerojatno je omiljena među učenicima jer je jednostavna i zanimljiva.

Primjeri zadataka

U najjednostavnijoj kinematici, postoje cijele kategorije vrlo različitih zadataka. Svi su oni povezani na jedan ili drugi način s kretanjem materijalne točke. Na primjer, u nekima je potrebno utvrditi udaljenost koju tijelo putuje u određeno vrijeme. U tom slučaju mogu se poznati parametri poput početne brzine i ubrzanja. I možda, prije učenika, postavit će zadatak, koji će se, kao i prije, sastojati u potrebi da izrazi i izračunava ubrzanje tijela. Pogledajmo primjer. Automobil počinje s statičkog položaja. Koji će put proći za 5 sekundi ako je ubrzanje jednako tri metra podijeljeno sekundom na trgu?

Da bismo riješili ovaj problem trebamo formulu S = VoT + na ^ 2/2. U njemu jednostavno zamjenjujemo dostupne podatke. Ovo ubrzanje i vrijeme. Treba obratiti pažnju na činjenicu da izraz Vot ide na nulu, budući da je početna brzina nula. Tako dobivamo numerički odgovor od 75 metara. To je sve, problem je riješen.

rezultati

Tako smo shvatili temeljna načela i definicije, dali primjer formule i razgovarali o povijesti stvaranja ovog pododjeljka. Kinematika, koncept koji se uvodi u sedmom razredu na lekcijama fizike, i dalje se kontinuirano poboljšava u okviru relativističke (neklasničke) podjele.