Hvad er kinematik? Dette er en underafdeling af mekanik, der studerermatematiske og geometriske metoder til beskrivelse af bevægelsen af idealiserede objekter. De falder i flere kategorier. Emnet i dagens artikel vil være aspekter, der på en eller anden måde er relateret til begrebet "punkt kinematik". Vi dækker mange spørgsmål, men lad os starte med de mest grundlæggende begreber og forklaringer på deres anvendelse på dette område.
Hvilke genstande overvejes?
Hvis kinematik er en gren af fysikken, detstuderer måder til at beskrive bevægelse af kroppe i forskellige størrelser, hvilket betyder, at du har brug for at operere med kroppene selv, ikke? For hurtigt at forstå, hvad der står på spil, kan du finde en multimedielektion til studerende. Kinematik til forståelse er generelt enkel, hvis du forstår dens grundlæggende. Når du gør dig bekendt med dem, vil du bemærke, at teorien indeholder information om, at dette afsnit af fysik studerer bevægelseslove for materielle punkter. Bemærk, hvor generisk definitionen af objekter er. På den anden side er materielle punkter ikke de eneste objekter, der betragtes af kinematik. Denne gren af fysik studerer principperne for bevægelse af absolut stive kroppe og ideelle væsker. Meget ofte kombineres alle disse tre begreber til ét, idet de blot siger "idealiserede objekter." I dette tilfælde er det nødvendigt med idealisering til konventionerne for beregninger og fravig fra mulige systematiske fejl. Hvis du ser på definitionen af et materielt punkt, vil du bemærke, at følgende er skrevet om det: dette er et legeme, hvis dimensioner kan overses i den tilsvarende situation. Det kan forstås som følger: i sammenligning med den tilbagelagte afstand er objektets lineære dimensioner ubetydelige.
Hvad bruges til at beskrive?
Som tidligere nævnt er kinematik detet underafsnit af mekanik, der studerer måder at beskrive bevægelsen af et punkt på. Men hvis dette er tilfældet, er der nogle grundlæggende begreber og principper, som aksiomatiske, nødvendige for at udføre sådanne operationer? Ja. Og i vores tilfælde er de der. For det første er det i kinematik en regel at løse problemer uden at se tilbage på de kræfter, der virker på et materielt punkt. Vi ved alle udmærket godt, at en krop vil accelerere eller bremse, hvis en bestemt kraft virker på den. Og kinematik er det underafsnit, der giver dig mulighed for at køre med acceleration. Imidlertid er arten af de nye kræfter ikke taget i betragtning her. Metoder til matematisk analyse, lineær og rumlig geometri og algebra bruges til at beskrive bevægelsen. Koordinatnet og koordinater selv spiller også en rolle. Men vi taler om dette lidt senere.
Oprettelseshistorie
De første værker om kinematik blev samletden store videnskabsmand Aristoteles. Det var han, der dannede nogle af de grundlæggende principper i denne industri. Og selv på trods af at hans værker og konklusioner indeholdt en vis mængde fejlagtige meninger og refleksioner, er hans værker stadig af stor værdi for moderne fysik. Aristoteles 'værker blev efterfølgende undersøgt af Galileo Galilei. Han gennemførte berømte eksperimenter med det skæve tårn i Pisa, da han undersøgte lovgivningen om et legems frie fald. Efter at have studeret alt op og ned udsatte Galileo Aristoteles tanker og konklusioner for hård kritik. For eksempel, hvis sidstnævnte skrev, at kraft er årsag til bevægelse, viste Galileo, at kraft er årsag til acceleration, men på ingen måde at kroppen vil samle op og begynde at bevæge sig og bevæge sig. Ifølge Aristoteles kunne kroppen kun erhverve hastighed, når den blev udsat for en bestemt kraft. Men vi ved, at denne opfattelse er forkert, da der er en ensartet translationel bevægelse. Dette bevises atter med de kinematiske formler. Og vi går videre til det næste spørgsmål.
Kinematik. Fysik. Basale koncepter
Dette afsnit indeholder en række grundlæggende principper og definitioner. Lad os starte med den vigtigste.
Mekanisk bevægelse
Sandsynligvis fra skole forsøger de atat lægge ideen om, hvad der kan betragtes som mekanisk bevægelse. Vi møder ham dagligt, hver time, hvert sekund. Vi vil overveje mekanisk bevægelse som en proces, der opstår i rummet over tid, nemlig en ændring i kroppens position. I dette tilfælde anvendes relativitet meget ofte på processen, det vil sige, at de siger, at det første legems position er ændret i forhold til positionen for det andet. Lad os forestille os, at vi har to biler ved startlinjen. Operatørens signal eller lysene tændes - og bilerne starter. I begyndelsen er der allerede en ændring i position. Og du kan tale om dette i lang tid og kedeligt: i forhold til en konkurrent, i forhold til startlinjen, i forhold til den faste seer. Men ideen er sandsynligvis klar. Det samme kan siges om to mennesker, der går enten i en retning eller i forskellige retninger. Positionen for hver af dem i forhold til den anden ændrer sig på hvert øjeblik.
Referenceramme
Kinematik, fysik - alle disse videnskaber brugersådan et grundlæggende koncept som en referenceramme. Faktisk har den en meget vigtig rolle og bruges i praktiske problemer næsten overalt. Der er to andre vigtige komponenter, der kan relateres til referencerammen.
Koordiner gitter og koordinater
Sidstnævnte er intet mere endsæt tal og bogstaver. Ved hjælp af bestemte logiske indstillinger kan vi komponere vores eget endimensionelle eller todimensionale koordinatgitter, som giver os mulighed for at løse de enkleste opgaver med at ændre placeringen af et materialepunkt over en bestemt tidsperiode. I praksis anvendes typisk et todimensionalt gitter med X ("X") og Y ("Y") akserne. I et tredimensionelt rum tilføjer det Z-aksen ("zet"), og i et-dimensionelt rum er kun X til stede. Ofte arbejder artillerimænd og spejdere med koordinater. Og for første gang støder vi på dem i folkeskolen, når vi begynder at tegne segmenter af en bestemt længde. Når alt kommer til alt er gradering ikke andet end brugen af koordinater til at indikere begyndelsen og slutningen.
Kinematik klasse 10. Mængderne
De vigtigste værdier, der bruges tilløsning af problemer på kinematikken i et materialepunkt er afstand, tid, hastighed og acceleration. Lad os tale om de sidste to mere detaljeret. Begge disse størrelser er vektorer. Med andre ord har de ikke kun en numerisk indikator, men også en bestemt forudbestemt retning. Kroppen bevæger sig i den retning, som hastighedsvektoren er rettet mod. I dette tilfælde må vi ikke glemme accelerationsvektoren, hvis vi har et tilfælde af ujævn bevægelse. Acceleration kan rettes i samme retning eller i den modsatte retning. Hvis de er justeret, bevæger kroppen sig hurtigere og hurtigere. Hvis multidirektionel, vil objektet blive langsommere, indtil det stopper. Derefter vil kroppen i nærvær af acceleration erhverve den modsatte hastighed, det vil sige den bevæger sig i den modsatte retning. Alt dette i praksis er meget, meget tydeligt vist med kinematik. Grad 10 er nøjagtigt den periode, hvor dette afsnit af fysik afsløres tilstrækkeligt.
Formler
De kinematiske formler er enkle nok tiloutput og til memorering. For eksempel har formlen for den afstand, som et objekt har tilbagelagt i en given tid, følgende form: S = VoT + aT ^ 2/2. Som vi kan se, på venstre side har vi lige samme afstand. På højre side kan du finde starthastighed, tid og acceleration. Plustegnet er kun betinget, da accelerationen kan tage en negativ skalarværdi, når objektet bremses. Generelt indebærer kinematik af bevægelse eksistensen af en type hastighed, vi siger konstant "indledende", "endelig", "øjeblikkelig". Øjeblikkelig hastighed vises på et bestemt tidspunkt. Men hvis du tror det, så er de endelige eller indledende komponenter ikke andet end dens særlige manifestationer, ikke? Emnet "kinematik" er sandsynligvis en favorit blandt skolebørn, da det er simpelt og interessant.
Eksempler på opgaver
I den enkleste kinematik er der helekategorier af forskellige opgaver. Alle er på en eller anden måde forbundet med bevægelsen af et materielt punkt. For eksempel er det i nogle nødvendigt at bestemme den afstand, kroppen rejser på et bestemt tidspunkt. I dette tilfælde kan parametre som starthastighed og acceleration være kendt. Eller måske får den studerende en opgave, der vil bestå i behovet for at udtrykke og beregne kroppens acceleration. Lad os se på et eksempel. Bilen starter fra en statisk position. Hvilken sti kan han dække på 5 sekunder, hvis hans acceleration er tre meter divideret med et andet kvadrat?
For at løse dette problem har vi brug for formlen S= VoT + ved ^ 2/2. Vi tilslutter blot de tilgængelige data til det. Det er acceleration og tid. Bemærk, at stemmeudtrykket går til nul, da starthastigheden er nul. Således får vi et numerisk svar på 75 meter. Det er alt, problemet er løst.
resultater
Således har vi behandlet det grundlæggendeprincipper og definitioner, gav et eksempel på en formel og talte om historien om oprettelsen af dette underafsnit. Kinematik, hvis koncept introduceres i 7. klasse i fysikundervisning, forbedres fortsat konstant inden for rammerne af det relativistiske (ikke-klassiske) afsnit.
