Jaké jsou základní pojmykinematika? Co je to za vědu a co studuje? Dnes budeme mluvit o tom, co je kinematika, jaké jsou základní pojmy kinematiky v problémech a co znamenají. Kromě toho budeme hovořit o množstvích, s nimiž se nejčastěji musíme vypořádat.
Kinematika Základní pojmy a definice
Nejprve si povíme o tom, co to jepředstavuje. Jedním z nejvíce studovaných oborů fyziky ve školním kurzu je mechanika. Molekulární fyzika, elektřina, optika a některé další sekce, například jaderná a atomová fyzika, následují v blíže neurčeném pořadí. Ale podívejme se blíže na mechaniku. Tato věda fyziky studuje mechanický pohyb těl. Stanovuje některé zákony a studuje jejich metody.
Kinematika jako součást mechaniky
Ta je rozdělena do tří částí:kinematika, dynamika a statika. Tyto tři podvědy, pokud se jim tak dá říkat, mají určité zvláštnosti. Například statika studuje pravidla rovnováhy mechanických systémů. Asociace s váhami okamžitě přijde na mysl. Dynamika studuje zákonitosti pohybu těles, ale zároveň upozorňuje na síly na ně působící. Kinematika však dělá totéž, pouze se nebere v úvahu síla. V důsledku toho není při úkolech zohledněna hmotnost samotných těl.
Základní pojmy kinematiky. Mechanický pohyb
Субъектом в этой науке является материальная bod. Tím se rozumí tělo, jehož rozměry lze ve srovnání s určitým mechanickým systémem zanedbat. Toto takzvané idealizované tělo se podobá ideálnímu plynu, který je zvažován v sekci molekulární fyziky. Obecně platí, že pojem materiálního bodu, a to jak v mechanice obecně, tak zejména v kinematice, hraje poměrně důležitou roli. Nejčastěji se uvažuje o tzv. Translačním hnutí.
Co to znamená a co to může být?
Pohyby se obvykle dělí na rotační aprogresivní. Základní pojmy kinematiky translačního pohybu jsou spojeny hlavně s veličinami použitými ve vzorcích. Promluvíme si o nich později, ale prozatím se vraťme k typu pohybu. Je jasné, že když mluvíme o rotaci, pak se tělo točí. V souladu s tím bude translační pohyb nazýván pohybem těla v rovině nebo lineárně.
Teoretické základy řešení problémů
Kinematika, jejíž základní pojmy a vzorcenyní uvažujeme, má obrovské množství úkolů. Toho je dosaženo konvenční kombinatorikou. Jednou z metod rozmanitosti je změna neznámých podmínek. Jeden a tentýž problém lze prezentovat v jiném světle, jednoduše změnou cíle jeho řešení. Je nutné najít vzdálenost, rychlost, čas, zrychlení. Jak vidíte, existuje celá řada možností. Pokud zde propojíte podmínky volného pádu, stane se prostor jednoduše nepředstavitelným.
Množství a vzorce
Nejprve uděláme jednu námitku.Jak víte, množství může mít dvojí povahu. Na jedné straně může určitá hodnota odpovídat konkrétní číselné hodnotě. Ale na druhou stranu to může mít také směr šíření. Například vlna. V optice stojíme před takovým konceptem, jako je vlnová délka. Pokud však existuje koherentní zdroj světla (stejný laser), jedná se o paprsek rovinně polarizovaných vln. Vlna tedy bude odpovídat nejen číselné hodnotě udávající její délku, ale také danému směru šíření.
Klasický příklad
Takové případy jsou analogické v mechanice.Řekněme, že se před námi valí vozík. Podle povahy pohybu můžeme určit vektorové charakteristiky jeho rychlosti a zrychlení. Bude to trochu obtížnější, když to uděláte vpřed (například na rovné podlaze), takže vezmeme v úvahu dva případy: když se vozík rozjíždí a když se rozjíždí.
Představme si tedy, že vozík stoupámírný sklon. V takovém případě zpomalí, pokud na něj nebudou působit vnější síly. Ale v opačné situaci, jmenovitě, když se vozík převrátí shora dolů, zrychlí. Ve dvou případech je rychlost směrována tam, kde se objekt pohybuje. Toto by mělo být bráno jako pravidlo. Zrychlení však může změnit vektor. Při zpomalování je směrován ve směru opačném k vektoru rychlosti. To vysvětluje zpomalení. Podobný logický řetězec lze použít pro druhou situaci.
Jiná množství
Právě jsme mluvili o tom, že v kinematicepracovat nejen se skalárními hodnotami, ale také s vektorovými. Nyní to uděláme o krok dále. Kromě rychlosti a zrychlení se při řešení problémů používají takové charakteristiky, jako je vzdálenost a čas. Mimochodem, rychlost je rozdělena na počáteční a okamžitou. První z nich je zvláštním případem druhého. Okamžitá rychlost je rychlost, kterou lze kdykoli zjistit. A od začátku je pravděpodobně všechno jasné.
Cíl
Značnou část teorie jsme studovali dříve v rocepředchozí odstavce. Nyní zbývá pouze uvést základní vzorce. Uděláme to však ještě lépe: vzorce nejen vezmeme v úvahu, ale také je použijeme při řešení problému, abychom konečně upevnili získané znalosti. V kinematice se používá celá sada vzorců, jejichž kombinací můžete dosáhnout všeho, co je pro řešení potřeba. Udělejme problém se dvěma podmínkami, abychom tomu úplně porozuměli.
Cyklista po překročení cílové čáry zabrzdífunkce. Úplné zastavení mu trvalo pět sekund. Zjistěte, s jakou akcelerací brzdil a jakou brzdnou dráhu se mu podařilo ujít. Brzdná dráha se považuje za lineární, konečná rychlost se považuje za nulovou. V okamžiku překročení cílové čáry byla rychlost 4 metry za sekundu.
Ve skutečnosti je problém docela zajímavý a netak jednoduché, jak by se na první pohled mohlo zdát. Pokud se pokusíme vzít vzorec vzdálenosti v kinematice (S = Vot + (-) (at ^ 2/2)), pak z toho nic nebude, protože budeme mít rovnici se dvěma proměnnými. Co dělat v tomto případě? Můžeme jít dvěma způsoby: nejprve vypočítat zrychlení dosazením dat do vzorce V = Vo - at, nebo vyjádřit zrychlení odtud a dosadit jej do vzorce vzdálenosti. Pojďme použít první metodu.
Konečná rychlost je tedy nulová.Počáteční - 4 metry za sekundu. Přenesením odpovídajících hodnot na levou a pravou stranu rovnice dosáhneme výrazu pro zrychlení. Tady je: a = Vo / t. Bude se tedy rovnat 0,8 metru za sekundu na druhou a bude mít brzdný charakter.
Pojďme k vzorce vzdálenosti. Pouze do něj dosadíme data. Dostáváme odpověď: brzdná dráha je 10 metrů.
