Što studira kinematiku? Koncepti, količine i problem

Što studira kinematiku? Ovim se pitanjem gotovo odmah susreću učenici sedmog razreda, tek početkom studija fizike. Danas ćemo govoriti o tome što kinematika proučava, koji su koncepti najvažniji u njemu. Razmotrite slučajeve i osnove toga dio fizike, Mi ćemo razumjeti s kojim formulama u njoj je moguće primijeniti i u kojim slučajevima to treba učiniti.

Što se radi o mehanici, kinematici i dinamici?

Prije svega, ponašajmo, tako da kažemo, linije razgraničenja između tih tri koncepta. Mehanika je jedan od fizičkih odjeljaka. O tome možete reći da sama mehanika proučava zakone pokretnih tijela. No, čitatelj može pronaći takve definicije čak i kada je u pitanju kinematika s dinamikom.

Pa što je razlika?

Pokušajmo najprije razumjeti ono što kinematika proučava i što je ta znanost. Zapravo, kinematika nikad nije bila neovisna. To je samo dio mehanike. Postoje samo tri od njih: kinematika, dinamika i statička. Sva ta tri odjeljka jednako su povezana s mehaničkom kategorijom, tj. Studiraju interakcija tijela i svojstva njihovog pomaka. Međutim, svaka od njih ima karakteristične osobine.

Suptilnosti tih odjeljaka

Kinematika je, vjerojatno, najzanimljiviji dio sa stajališta rješavanja problema. Veliki izbor kombinatorne rješenja stvarno ogroman prostor za njihov plan - sve to postaje kamen temeljac na kojem će se temeljiti popularnost kinematike. Usput, nakon što smo otvorili čak i testove kako bismo se pripremili za ispit u 9. razredu, možemo odmah posrnuti na jednostavnim primjerima. Rekavši da studira kinematics, možemo spomenuti da smatra značajke gibanja tijela ne uzimajući u obzir sile interakcija.

Malo složenije je situacija s takvim dijelom mehanike kao i dinamikom. Također se uzima u obzir gibanje tijela i odgovarajuće količine. To, na primjer, brzina, udaljenost i vrijeme. No, pojavljuju se i brojni pojmovi treće strane. Ovdje se ne možete riješiti jednostavnih zakona pokreta, morat ćete uzeti u obzir mehanički sustav uzimajući u obzir sile koje djeluju na ovom ili onom tijelu. Ali statika već proučava pravila ravnoteže mehaničkih sustava. Ne postoje samo tijela nego poluge i drugi elementi.

Koja je osnova kinematike?

Tako smo otkrili da kinematika proučava kretanje tijela bez obzira na sile koje djeluju materijalne točke. Ali što je temelj ovog dijela mehanike, pored osnovnih zakona? Koncepti i definicije su, naravno, dobri, ali ne možemo koristiti jednu teoriju za rješavanje problema. Barem da bismo postigli pozitivan ili konačan rezultat, morat ćemo se služiti formulama. A kako bismo to učinili, prvo ćemo razumjeti vrijednosti koje će se pojaviti u njima.

Osnovne količine korištene u problemima kinematike

Za početak želimo podsjetiti čitatelje da oni mogu imati izvanredan karakter. Počnimo s jednostavnom vrijednošću, koju nazivamo udaljenošću. Ovo je skalarna količina. To znači da ima samo određenu vrijednost. Tri metra, koji su kotrljali loptu. 25 metara, koji su plovili sportašem. Deset kilometara, prošao je čovjek cijeli dan. Sve su to numeričke vrijednosti količine, koje nazivamo udaljenosti.

Malo drugačiji od brzine i ubrzanja, koji u kinematičkoj (i općenito) imaju dvojnu prirodu. S jedne strane, možemo dati brzinu numeričku vrijednost. Neka bude pet, deset i dvadeset metara u sekundi. Ali zapravo brzina ima smjer. To se podudara s smjerom kretanja tijela, to je očito. Situacija je slična ubrzanju. Međutim, brzina i ubrzanje mogu biti usmjereni u različitim smjerovima. U tom će slučaju tijelo usporiti. Zamislite da automobil tek počinje ići, a svaka sekunda dobiva brzinu. Brzina i ubrzanje u istom smjeru, pri čemu je brzina tijela povećava s svake sekunde. No, pri kočenju, vektori postaju usmjereni u različitim smjerovima.

Kinematika je dio mehanike koji proučava gibanje tijela. Ali što može biti studija ako ne koristimo vremenske intervale za ovo? Ovdje je - druga vrijednost koja se koristi za rješavanje problema i opisivanje zakona u ovom dijelu fizike. Ona, uz udaljenost, ubrzanje i brzinu, uključena je u neke formule, najčešće se koristi za donošenje odluka. Razmotrimo prilično jednostavnu zadaću na ovoj temi, kako bismo u praksi konsolidirali teoriju dobivenu ranije tijekom članka.

zadatak

Za testiranje karakteristika automobila odabran je duljina od sto metara dužine idealne ceste. Poznato je da je ubrzanje jednako pet metara u sekundi u kvadratu. Saznajte koliko dugo automobil može proći određenu udaljenost, uzimajući u obzir da kretanje počinje od stanja odmora.

Dakle, budući da je kinematika dio mehanike koja proučava zakone pokreta tijela, koristit ćemo odgovarajuće formule. Općenito, izgleda ovako: S = V_oT + (-) (na ^ 2) / 2. Ali za naš zadatak ćemo promijeniti oblik. Kaže se da kretanje počinje od stanja odmora. Dakle, početna brzina je nula. Posljedično, proizvod brzine za vrijeme v_oT će biti nula. Čim se automobil ubrza, znak "+" je inherentan za formulu. Kao rezultat, potrebno je sljedeće: S = (na ^ 2) / 2.

Dalje, izražavamo kvadrat vremena. Zbog toga umnožimo obje strane dobivene jednadžbe za dva kako bismo ih ponovno napisali. Sada podijelimo udvostručenu udaljenost u ubrzanje. Posljednji korak za izraz bit će ekstrakcija kvadratnog korijena iz ove ekspresije. Pa, formulaciju smo pojednostavili što je više moguće. Sada izgleda ovako: T = sqrt (2S / a). Ostaje samo zamijeniti brojeve. Kao rezultat toga, mi smo dobili da je automobil prošao ovu udaljenost za vrijeme jednako oko 6,32 sekundi.