ما يسمى الحركة الميكانيكية: التعريف والصيغة

من المدرسة ، ربما يتذكر الجميع ذلكتسمى الحركة الميكانيكية للجسم. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسنحاول في هذه المقالة ليس فقط تذكر هذا المصطلح ، ولكن أيضًا لتحديث المعرفة الأساسية من دورة الفيزياء ، أو بالأحرى من قسم "الميكانيكا الكلاسيكية". سيتم أيضًا عرض أمثلة لحقيقة أن هذا المفهوم يستخدم ليس فقط في تخصص معين ، ولكن أيضًا في علوم أخرى.

علم الميكانيكا

بادئ ذي بدء ، دعنا نحلل معنى هذا المفهوم. الميكانيكا قسم في الفيزياء يدرس حركة الأجسام المختلفة والتفاعل بينها ، وكذلك تأثير القوى والظواهر الثالثة على هذه الأجسام. حركة سيارة على الطريق السريع ، كرة قدم في المرمى ، هبوط طائرة - كل هذا تمت دراسته من خلال هذا النظام بالذات. عادة ، عند استخدام مصطلح "ميكانيكا" ، فإنها تعني "ميكانيكا كلاسيكية". ما هو ، سوف نحلل معك أدناه.

الميكانيكا الكلاسيكية مقسمة إلى ثلاثة أقسام واسعة.

1. الكينماتيكا - تدرس حركة الأجسام دون النظر في السؤال عن سبب تحركها؟ هنا ، كميات مثل المسار والمسار والحركة والسرعة مهمة.
2. القسم الثاني هو الديناميات. تدرس أسباب الحركة من حيث مفاهيم مثل الشغل ، القوة ، الكتلة ، الضغط ، الزخم ، الطاقة.
3. والقسم الثالث ، الأصغر ، هو الإحصائيات ، الذي يدرس حالة مثل التوازن. وهي مقسمة إلى جزئين. ينير أحدهما توازن المواد الصلبة ، والثاني - السوائل والغازات.

في كثير من الأحيان ، يُطلق على الميكانيكا الكلاسيكية اسم نيوتن ، لأنها تستند إلى قوانين نيوتن الثلاثة.

قوانين نيوتن الثلاثة

تم وضعهم لأول مرة من قبل إسحاق نيوتن في عام 1687.

1. القانون الأول يتعلق بقصور الجسم. هذه خاصية يتم فيها الحفاظ على اتجاه وسرعة حركة نقطة مادية إذا لم تؤثر عليها قوى خارجية.
2. ينص القانون الثاني على أن الجسم ، الذي يكتسب التسارع ، يتزامن مع هذا التسارع في الاتجاه ، لكنه يعتمد على كتلته.
3. ينص القانون الثالث على أن قوة الفعل تساوي دائمًا قوة رد الفعل.

جميع القوانين الثلاثة بديهية. بمعنى آخر ، هذه افتراضات لا تتطلب إثباتًا.

ما يسمى بالحركة الميكانيكية

هذا تغيير في موضع الجسم في الفضاء ، بالنسبة للأجسام الأخرى بمرور الوقت. في هذه الحالة ، تتفاعل النقاط المادية وفقًا لقوانين الميكانيكا.

وهي مقسمة إلى عدة أنواع:

• يتم قياس حركة نقطة مادية باستخدامإيجاد إحداثياتها وتتبع التغييرات في الإحداثيات بمرور الوقت. العثور على هذه المؤشرات يعني حساب القيم على طول المحاور الإحداثي والإحداثية. تتم دراسة هذا في حركيات النقطة ، والتي تعمل بمفاهيم مثل المسار ، والإزاحة ، والتسارع ، والسرعة. في هذه الحالة ، يمكن أن تكون حركة الكائن مستقيمة ومنحنية.
• تتكون حركة الجسم الصلب منتتحرك نقطة ما ، كأساس ، وحركة دورانية حولها. يتم دراستها بواسطة حركيات الأجسام الصلبة. يمكن أن تكون الحركة انتقالية ، أي أنه لا يوجد دوران حول نقطة معينة ، ويتحرك الجسم كله بشكل موحد ، وكذلك بشكل مسطح - إذا كان الجسم كله يتحرك بالتوازي مع المستوى.
• هناك أيضًا حركة لوسط مستمر. هذه هي حركة عدد كبير من النقاط المتصلة ببعض الحقول أو المناطق فقط. نظرًا لتعدد الأجسام المتحركة (أو النقاط المادية) ، فإن نظام إحداثيات واحد غير كافٍ هنا. لذلك ، هناك العديد من أنظمة الإحداثيات مثل عدد الهيئات. مثال على ذلك موجة في البحر. إنه مستمر ، لكنه يتكون من عدد كبير من النقاط الفردية على مجموعة متنوعة من أنظمة الإحداثيات. لذا اتضح أن حركة الموجة هي حركة وسيط مستمر.

نسبية الحركة

يوجد أيضًا مفهوم في الميكانيكا مثلنسبية الحركة. هذا هو تأثير أي إطار مرجعي على الحركة الميكانيكية. ماذا تعني؟ النظام المرجعي هو نظام إحداثيات بالإضافة إلى ساعة لتحديد الوقت. ببساطة ، هذه هي محاور الإحداثي والإحداثية مجتمعة مع الدقائق. عن طريق مثل هذا النظام ، يتم تحديده خلال الفترة الزمنية التي قطعت فيها نقطة مادية مسافة معينة. بمعنى آخر ، تحركت بالنسبة لمحور الإحداثيات أو الهيئات الأخرى.

يمكن أن تكون الأنظمة المرجعية: مصاحبة ، بالقصور الذاتي وغير بالقصور الذاتي. دعنا نوضح:

• ثاني أكسيد الكربون بالقصور الذاتي هو نظام تقوم فيه الأجسام ، التي تنتج ما يسمى بالحركة الميكانيكية لنقطة ما ، بعمل ذلك بشكل مستقيم وموحد ، أو تكون في حالة راحة بشكل عام.
• وفقًا لذلك ، فإن ثاني أكسيد الكربون غير بالقصور الذاتي هو نظام يتحرك مع التسارع أو الدوران بالنسبة إلى أول CO.
• CO المصاحب هو نظامجنبا إلى جنب مع نقطة مادية ، فإنه يؤدي ما يسمى بالحركة الميكانيكية للجسم. بمعنى آخر ، أين وبأي سرعة يتحرك الكائن ، يتحرك ثاني أكسيد الكربون معه.

نقطة مادية

لماذا يستخدم مصطلح "الجسم" في بعض الأحيان ، وفي بعض الأحيان - "نقطة مادية"؟ يشار إلى الحالة الثانية عندما يمكن إهمال حجم الكائن نفسه. بمعنى أن المعلمات مثل الكتلة والحجم وما إلى ذلك ، لا تهم لحل المشكلة. على سبيل المثال ، إذا كان الهدف هو معرفة السرعة التي يتحرك بها أحد المشاة بالنسبة لكوكب الأرض ، فيمكن إهمال ارتفاع ووزن المشاة. إنه نقطة مادية. لا تعتمد الحركة الميكانيكية لهذا الكائن على معاييره.

المفاهيم المستخدمة وكميات الحركة الميكانيكية

في الميكانيكا ، تعمل بكميات مختلفة ، بمساعدة المعلمات التي يتم تعيينها ، يتم كتابة حالة المشكلات وإيجاد حل. دعونا نسردهم.

• تغيير مكان الجسم (أو المادةالنقاط) بالنسبة إلى الفضاء (أو نظام الإحداثيات) بمرور الوقت يسمى الإزاحة. الحركة الميكانيكية للجسم (النقطة المادية) ، في الواقع ، هي مرادف لمفهوم "الإزاحة". إنه فقط المفهوم الثاني يستخدم في علم الحركة ، والأول في الديناميكيات. تم شرح الفرق بين هذه الأقسام الفرعية أعلاه.
• المسار هو الخط الذي يؤدي فيه الجسم (نقطة المادة) ما يسمى بالحركة الميكانيكية. طوله يسمى المسار.
• السرعة هي سرعة حركة أي نقطة مادية (جسم) بالنسبة لنظام تقرير معين. كما ورد أعلاه تعريف نظام الإبلاغ.

تم العثور على الكميات غير المعروفة المستخدمة لتحديد الحركة الميكانيكية في مسائل باستخدام الصيغة: S = U * T ، حيث "S" هي المسافة ، و "U" هي السرعة ، و "T" الوقت.

من التاريخ

ظهر مفهوم "الميكانيكا الكلاسيكية"حتى في العصور القديمة ، ودفع البناء سريع التطور إلى ذلك. صاغ أرخميدس ووصف قاعدة الرافعة ، نظرية إضافة القوى الموازية ، وقدم مفهوم "مركز الثقل". هذه هي الطريقة التي تم بها تصور الثابت.

بفضل Galileo ، بدأت "Dynamics" في التطور في القرن السابع عشر. قانون الجمود ومبدأ النسبية هي ميزته.

قدم إسحاق نيوتن ، كما ذكر أعلاه ، ثلاثة قوانين شكلت أساس ميكانيكا نيوتن. اكتشف أيضًا قانون الجاذبية الكونية. وهكذا ، تم وضع أسس الميكانيكا الكلاسيكية.

ميكانيكا غير كلاسيكية

مع تطور الفيزياء كعلم ، ومع ظهورهافرصًا رائعة في مجالات علم الفلك والكيمياء والرياضيات وأشياء أخرى ، أصبحت الميكانيكا الكلاسيكية تدريجياً ليست الرئيسية ، ولكنها واحدة من العديد من العلوم المطلوبة. عندما بدأوا في تقديم مفاهيم مثل سرعة الضوء ، ونظرية المجال الكمومي ، وما إلى ذلك ، بدأت القوانين التي تقوم عليها "الميكانيكا" مفقودة.

ميكانيكا الكم هي فرع من فروع الفيزياءتشارك في دراسة الأجسام فائقة الصغر (نقاط المواد) على شكل ذرات وجزيئات وإلكترونات وفوتونات. يصف هذا التخصص جيدًا خصائص الجسيمات فائقة الصغر. بالإضافة إلى ذلك ، تتنبأ بسلوكهم في موقف معين ، وكذلك اعتمادًا على التأثير. يمكن أن تختلف التنبؤات التي قدمتها ميكانيكا الكم بشكل كبير عن افتراضات الميكانيكا الكلاسيكية ، لأن الثانية غير قادرة على وصف جميع الظواهر والعمليات التي تحدث على مستوى الجزيئات والذرات والأشياء الأخرى - صغيرة جدًا وغير مرئية للعين المجردة.

الميكانيكا النسبية هي فرع من فروع الفيزياء ،دراسة العمليات والظواهر والقوانين بسرعات تضاهي سرعة الضوء. تجري جميع الأحداث التي درسها هذا التخصص في فضاء رباعي الأبعاد ، على عكس "الكلاسيكي" - ثلاثي الأبعاد. أي نضيف مؤشرًا آخر إلى الطول والعرض والطول - الوقت.

ما هو تعريف الحركة الميكانيكية

لقد قمنا بتغطية المفاهيم الأساسية المتعلقة بالفيزياء فقط. لكن المصطلح نفسه لا يستخدم فقط في الميكانيكا ، سواء كانت كلاسيكية أو غير كلاسيكية.

في علم يسمى "اجتماعي - اقتصاديالإحصائيات "يُعطى تعريف الحركة الميكانيكية للسكان على أنها هجرة ، بمعنى آخر ، هي حركة الأشخاص عبر مسافات طويلة ، على سبيل المثال ، إلى البلدان المجاورة أو إلى القارات المجاورة من أجل تغيير مكان إقامتهم. - للكوارث الطبيعية ، على سبيل المثال ، الفيضانات أو الجفاف المستمر ، والمشاكل الاقتصادية والاجتماعية في حالتها ، وتدخل القوى الخارجية ، على سبيل المثال ، الحرب.

تتناول هذه المقالة ما يسمى بالحركة الميكانيكية. يتم تقديم الأمثلة ليس فقط من الفيزياء ، ولكن أيضًا من العلوم الأخرى. هذا يشير إلى أن المصطلح غامض.