Apakah itu kinematik? Ini adalah subbidang mekanik yang mengkaji kaedah matematik dan geometri untuk menerangkan gerakan objek ideal. Mereka termasuk dalam beberapa kategori. Topik artikel hari ini akan menjadi aspek yang entah bagaimana berkaitan dengan konsep "kinematik titik". Kami akan membincangkan banyak topik, tetapi kami akan mulakan dengan konsep dan penjelasan paling asas tentang aplikasinya dalam bidang ini.
Apakah objek yang dipertimbangkan?
Jika kinematik ialah satu cabang fizik yang mengkaji cara menerangkan pergerakan jasad dalam ruang yang berbeza saiz, maka anda perlu beroperasi dengan jasad itu sendiri, bukan? Untuk memahami dengan cepat perkara yang dipertaruhkan, anda boleh menemui pelajaran multimedia yang direka untuk pelajar. Kinematik biasanya mudah difahami, jika anda memahami asasnya. Apabila anda berkenalan dengan mereka, anda akan melihat bahawa dalam teori terdapat maklumat bahawa cabang fizik ini mengkaji undang-undang pergerakan objek material.mata. Perhatikan bagaimana takrifan objek digeneralisasikan. Sebaliknya, mata material bukanlah satu-satunya objek yang dipertimbangkan oleh kinematik. Cabang fizik ini mengkaji prinsip pergerakan kedua-dua jasad yang benar-benar tegar dan cecair ideal. Selalunya ketiga-tiga konsep ini digabungkan menjadi satu, hanya mengatakan "objek ideal". Idealisasi dalam kes ini diperlukan untuk konvensyen pengiraan dan berlepas dari kemungkinan ralat sistematik. Jika anda melihat takrifan titik material, anda akan melihat bahawa perkara berikut ditulis mengenainya: ini adalah badan yang dimensinya boleh diabaikan dalam situasi yang sepadan. Ini boleh difahami seperti berikut: berbanding dengan jarak yang dilalui, dimensi linear objek boleh diabaikan.
Apakah yang digunakan untuk menerangkan?
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, kinematik ialah subseksyen mekanik yang mengkaji cara menerangkan gerakan sesuatu titik. Tetapi jika ini benar, adakah ini bermakna beberapa konsep dan prinsip asas, seperti aksiomatik, diperlukan untuk melaksanakan operasi sedemikian? ya. Dan dalam kes kita, mereka adalah. Pertama, dalam kinematik adalah peraturan untuk menyelesaikan masalah tanpa melihat kembali daya yang bertindak pada titik material. Kita semua tahu betul bahawa badan akan memecut atau perlahan jika daya tertentu bertindak ke atasnya. Dan kinematik ialah subseksyen yang membolehkan anda beroperasi dengan pecutan. Walau bagaimanapun, sifat kuasa yang muncul tidak dipertimbangkan di sini. Untuk menerangkan pergerakan, kaedah analisis matematik, geometri linear dan spatial digunakan, danjuga algebra. Grid koordinat dan koordinat itu sendiri juga memainkan peranan tertentu. Tetapi kita akan bercakap tentang perkara ini sedikit kemudian.
Sejarah Penciptaan
Karya pertama tentang kinematik telah disusun oleh saintis hebat Aristotle. Dialah yang membentuk beberapa prinsip asas industri ini. Dan walaupun karya dan kesimpulannya mengandungi beberapa pendapat dan refleksi yang salah, karyanya masih bernilai tinggi untuk fizik moden. Karya Aristotle kemudiannya dikaji oleh Galileo Galilei. Dia menjalankan eksperimen terkenal dengan Menara Condong Pisa, apabila dia menyiasat undang-undang proses jatuh bebas badan. Setelah mengkaji segala-galanya di dalam dan luar, Galileo menundukkan renungan dan kesimpulan Aristotle kepada kritikan pedas. Sebagai contoh, jika yang terakhir menulis bahawa daya adalah punca pergerakan, Galileo membuktikan bahawa daya adalah punca pecutan, tetapi bukan bahawa badan akan mengambil dan mula bergerak dan bergerak. Menurut Aristotle, badan boleh memperoleh kelajuan hanya apabila tertakluk kepada daya tertentu. Tetapi kita tahu bahawa pendapat ini adalah salah, kerana terdapat gerakan translasi yang seragam. Ini sekali lagi dibuktikan oleh formula kinematik. Dan kita akan beralih kepada soalan seterusnya.
Kinematik. Fizik. Konsep asas
Terdapat beberapa prinsip dan definisi asas dalam bahagian ini. Mari mulakan dengan yang utama.
Pergerakan mekanikal
Mungkin, dari bangku sekolah kami cuba meletakkan idea tentang apa yang boleh dianggap sebagai pergerakan mekanikal. Kami menanganinya setiap hari, setiap jam, setiap saat. Kami akan menganggap gerakan mekanikal sebagai proses yang berlaku di angkasa dari masa ke masa, iaitu, perubahan dalam kedudukan badan. Pada masa yang sama, relativiti sering digunakan untuk proses, iaitu, mereka mengatakan bahawa kedudukan, katakan, jasad pertama telah berubah berbanding dengan kedudukan kedua. Bayangkan kita mempunyai dua kereta di garisan permulaan. Imbasan pengendali atau lampu menyala - dan kereta berlepas. Pada awalnya sudah ada perubahan kedudukan. Lebih-lebih lagi, anda boleh bercakap tentang ini untuk masa yang lama dan membosankan: mengenai pesaing, mengenai garis permulaan, mengenai penonton tetap. Tetapi mungkin idea itu jelas. Perkara yang sama boleh dikatakan tentang dua orang yang pergi sama ada dalam satu arah atau dalam arah yang berbeza. Kedudukan setiap daripada mereka berbanding yang lain berubah pada setiap saat.
Sistem rujukan
Kinematik, fizik - semua sains ini menggunakan konsep asas sebagai kerangka rujukan. Malah, ia memainkan peranan yang sangat penting dan digunakan dalam masalah praktikal hampir di mana-mana. Dua lagi komponen penting boleh disambungkan dengan bingkai rujukan.
Koordinat grid dan koordinat
Yang terakhir tidak lebih daripada koleksi nombor dan huruf. Menggunakan tetapan logik tertentu, kita boleh mengarang sendirigrid koordinat satu dimensi atau dua dimensi, yang akan membolehkan kita menyelesaikan masalah paling mudah untuk menukar kedudukan titik bahan dalam tempoh masa tertentu. Biasanya, dalam amalan, grid koordinat dua dimensi digunakan dengan paksi X ("x") dan Y ("y"). Dalam ruang tiga dimensi, ia menambah paksi Z (“z”), dan dalam ruang satu dimensi, hanya X hadir. Artileri dan pengakap sering bekerja dengan koordinat. Dan buat pertama kalinya kami menemui mereka di sekolah rendah, apabila kami mula melukis segmen dengan panjang tertentu. Lagipun, pengijazahan tidak lebih daripada penggunaan koordinat untuk menunjukkan permulaan dan akhir.
Kinematik Gred 10. Kuantiti
Kuantiti utama yang digunakan dalam menyelesaikan masalah pada kinematik titik bahan ialah jarak, masa, kelajuan dan pecutan. Mari kita bercakap tentang dua yang terakhir dengan lebih terperinci. Kedua-dua kuantiti ini adalah vektor. Dalam erti kata lain, mereka bukan sahaja mempunyai penunjuk berangka, tetapi juga arah tertentu yang telah ditetapkan. Pergerakan badan akan berlaku mengikut arah di mana vektor halaju diarahkan. Pada masa yang sama, seseorang tidak sepatutnya melupakan vektor pecutan jika kita mempunyai kes pergerakan tidak sekata. Pecutan boleh diarahkan ke arah yang sama atau ke arah yang bertentangan. Jika mereka diarahkan bersama, maka badan akan mula bergerak lebih cepat dan lebih pantas. Jika mereka bertentangan, maka objek akan perlahan sehingga ia berhenti. Selepas itu, dengan adanya pecutan, badan akan memperoleh kelajuan yang bertentangan, iaitu, ia akan bergerak ke arah yang bertentangan. Semua ini dalam amalan sangat, sangat jelas ditunjukkan oleh kinematik. Darjah 10 sahajatempoh apabila bahagian fizik ini didedahkan secukupnya.
Formula
Formula Kinematik agak mudah untuk keluaran dan untuk menghafal. Sebagai contoh, formula untuk jarak yang dilalui oleh objek dalam masa tertentu adalah seperti berikut: S=VoT + aT^2/2. Seperti yang kita lihat, di sebelah kiri kita mempunyai jarak yang sama. Di sebelah kanan, anda boleh mencari kelajuan awal, masa dan pecutan. Tanda tambah hanya bersyarat, kerana pecutan boleh mengambil nilai skalar negatif semasa proses nyahpecutan objek. Secara umum, kinematik gerakan membayangkan kewujudan satu jenis kelajuan, kami sentiasa mengatakan "awal", "akhir", "semerta". Kelajuan serta-merta muncul pada masa tertentu. Tetapi selepas semua, jika anda fikir begitu, maka komponen akhir atau awal hanyalah manifestasi tertentu, bukan? Topik "Kinematik" mungkin kegemaran di kalangan pelajar sekolah, kerana ia mudah dan menarik.
Contoh masalah
Dalam kinematik yang paling mudah, terdapat keseluruhan kategori tugas yang sangat berbeza. Kesemuanya disambungkan dalam satu cara atau yang lain dengan pergerakan titik material. Sebagai contoh, dalam sesetengahnya diperlukan untuk menentukan jarak yang dilalui oleh badan dalam masa tertentu. Dalam kes ini, parameter seperti halaju awal dan pecutan boleh diketahui. Atau mungkin pelajar akan diberi tugas, yang hanya terdiri daripada keperluan untuk menyatakan dan mengira pecutan badan. Mari kita ambil contoh. Kereta bermula dari kedudukan statik. Apakah jarak yang dia ada masa untuk ditempuhi dalam 5 saat jika pecutannya ialah tiga meter,dibahagikan dengan kuasa dua kedua?
Untuk menyelesaikan masalah ini, kita memerlukan formula S=VoT + pada^2/2. Kami hanya menggantikan data yang tersedia ke dalamnya. Ia adalah pecutan dan masa. Ambil perhatian bahawa istilah Vot akan menjadi sifar, kerana halaju awal adalah sifar. Oleh itu, kita mendapat jawapan berangka 75 meter. Itu sahaja, masalah selesai.
Keputusan
Oleh itu, kami mengetahui prinsip dan definisi asas, memberikan contoh formula dan bercakap tentang sejarah penciptaan subseksyen ini. Kinematik, yang konsepnya diperkenalkan pada gred tujuh dalam pelajaran fizik, terus dipertingkatkan secara berterusan dalam rangka kerja bahagian relativistik (bukan klasik).
