KINEMATIKA: ISTORIJA, PRINCIPAI, FORMULĖS, PRATYBOS - FIZINIS - 2025

Į kinematika yra (tiksliau klasikinės mechanikos) plotas fizikos who cares studijuoti įstaigų judėjimą neatsižvelgiant į jo priežastis. Pagrindinis dėmesys skiriamas kūnų trajektorijų tyrimui laikui bėgant, naudojant tokius dydžius kaip poslinkis, greitis ir pagreitis.

Kai kurie klausimai, kuriuos apima kinematika, yra greitis, kuriuo važiuoja traukinys, laikas, kurio reikia autobusui pasiekti savo tikslą, pagreitis, kurio reikia lėktuvui kilimo metu, kad būtų pasiektas reikiamas greitis kilimui, tarp kitko.

Tam kinematikai naudojama koordinačių sistema, leidžianti aprašyti trajektorijas. Ši erdvinė koordinačių sistema vadinama atskaitos sistema. Fizikos šaka, nagrinėjanti judesius atsižvelgiant į jų priežastis (jėgas), yra dinamika.

Istorija

Etimologiškai žodis kinematika kilo iš graikų termino κινηματικος (kynēmatikos), reiškiančio judėjimą ar poslinkius. Nenuostabu, kad pirmasis judėjimo tyrimų įrašas atitinka graikų filosofus ir astronomus.

Tačiau tik XIV amžiuje pasirodė pirmosios sąvokos apie kinematiką, kurios yra formų intensyvumo doktrinoje arba skaičiavimų (skaičiavimų) teorijoje. Šiuos pokyčius padarė mokslininkai Williamas Heytesbury, Richardas Swinesheadas ir Nicolas Oresme.

Vėliau, maždaug 1604 m., Galileo Galilei atliko laisvo krentančių kūnų ir nuožulnių plokštumų sferų judėjimo tyrimus.

Be kita ko, „Galileo“ domėjosi supratimu, kaip judėjo planetos ir patrankų sviediniai.

Pierre Varignon įnašas

Laikoma, kad modernios kinematikos pradžia įvyko Pierre'o Varignon pristatymo metu 1700 m. Sausio mėn. Paryžiaus karališkojoje mokslų akademijoje.

Šiame pranešime jis pateikė pagreičio sąvokos apibrėžimą ir parodė, kaip tai galima išvesti iš momentinio greičio, naudojant tik diferencialinį skaičiavimą.

Tiksliau, kinematikos terminą sukūrė André-Marie Ampère, kuris patikslino, koks yra kinematikos turinys, ir įtraukė jį į mechanikos sritį.

Galiausiai, Albertui Einšteinui sukūrus Specialiojo reliatyvumo teoriją, prasidėjo naujas laikotarpis; Tai vadinama reliatyvistine kinematika, kurioje erdvė ir laikas nebeturi absoliutaus pobūdžio.

Ką tu studijuoji?

Kinematika daugiausia dėmesio skiria kūnų judėjimo tyrimams, nenagrinėjant jo priežasčių. Tam jis naudojasi materialaus taško judėjimu, kaip idealiu judančio kūno vaizdavimu.

Pradžia

Kūnų judėjimas tiriamas stebėtojo (vidinio ar išorinio) požiūriu remiantis atskaitos sistema. Taigi, kinematika matematiškai išreiškia, kaip kūnas juda nuo kūno padėties koordinačių kitimo su laiku.

Tokiu būdu funkcija, leidžianti išreikšti kūno trajektoriją, priklauso ne tik nuo laiko, bet ir nuo greičio bei pagreičio.

Klasikinėje mechanikoje erdvė laikoma absoliučia erdve. Todėl tai yra erdvė, nepriklausoma nuo materialių kūnų ir jų poslinkio. Panašiai ji mano, kad visi fiziniai įstatymai yra įvykdyti bet kuriame kosmoso regione.

Tuo pačiu būdu klasikinė mechanika mano, kad laikas yra absoliutus laikas, praeinantis vienodai bet kuriame erdvės regione, neatsižvelgiant į kūnų judėjimą ir bet kokius galinčius atsirasti fizinius reiškinius.

Formulės ir lygtys

Greitis

Greitis yra dydis, kuris leidžia mums susieti nuvažiuotą erdvę ir laiką, kurį jai pravažiuoti. Greitis gali būti gaunamas nustatant padėtį laiko atžvilgiu.

v = ds / dt

Šioje formulėje s žymi kūno padėtį, v yra kūno greitis, o t yra laikas.

Pagreitis

Pagreitis yra dydis, leidžiantis susieti greičio kitimą su laiku. Pagreitį galima pasiekti nustatant greitį laiko atžvilgiu.

a = dv / dt

Šioje lygtyje a žymi judančio kūno pagreitį.

Vieningas linijos judėjimas

Kaip rodo jo pavadinimas, tai yra judesys, kurio metu judėjimas vyksta tiesia linija. Kadangi jis yra vienodas, tai judesys, kurio greitis yra pastovus ir kurio paspartinimas yra lygus nuliui. Vienodo tiesinio judesio lygtis yra:

s = s ₀ + v / t

Šioje formulėje s ₀ žymi pradinę padėtį.

Vienodai paspartintas tiesinis judesys

Vėlgi, tai yra judesys, kurio metu judėjimas vyksta tiesia linija. Kadangi jis tolygiai įsibėgėja, tai judesys, kurio greitis nėra pastovus, nes jis kinta kaip pagreitis. Vienodai pagreitinto tiesinio judesio lygtys yra šios:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0,5 ∙ esant ²

Šiose v ₀ yra pradinis greitis ir pagreitis.

Pratimas išspręstas

Kūno judesio lygtis išreiškiama šia išraiška: s (t) = 10t + t ² . Nustatyti:

a) Judėjimo tipas.

Tai tolygiai pagreitėjęs judesys, nes jo nuolatinis pagreitis yra 2 m / s ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s ²

b) padėtis praėjus 5 sekundėms nuo judesio pradžios.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 m

c) greitis, kai nuo judėjimo pradžios praėjo 10 sekundžių.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) laikas, per kurį reikia pasiekti 40 m / s greitį.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Nuorodos

1. „Resnik“, „Halliday & Krane“ (2002). Fizikos 1 tomas. Cecsa.
2. Tomas Wallace'as Wrightas (1896 m.). Mechanikos elementai, įskaitant kinematiką, kinetiką ir statiką. E ir FN Spon.
3. PP Teodorescu (2007). Kinematika. Mechaninės sistemos, klasikiniai modeliai: dalelių mechanika. Springeris.
4. Kinematika. (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 28 d. Iš es.wikipedia.org.
5. Kinematika. (nd). Vikipedijoje. Gauta 2018 m. Balandžio 28 d. Iš en.wikipedia.org.