Was sind die GrundkonzepteKinematik? Was für eine Wissenschaft ist das im Allgemeinen und was studiert sie? Heute werden wir darüber sprechen, was Kinematik ist, was die Grundkonzepte der Kinematik in Problemen stecken und was sie bedeuten. Lassen Sie uns außerdem über die Mengen sprechen, mit denen wir uns am häufigsten befassen müssen.
Kinematik. Grundlegende Konzepte und Definitionen
Lassen Sie uns zuerst darüber sprechen, was sie istrepräsentiert. Einer der am meisten studierten Abschnitte der Physik im Schulkurs ist die Mechanik. Es folgen in unbestimmter Reihenfolge Molekularphysik, Elektrizität, Optik und einige andere Bereiche, wie zum Beispiel die Kern- und Atomphysik. Aber schauen wir uns die Mechanik genauer an. Dieser Zweig der Physik befasst sich mit der Untersuchung der mechanischen Bewegung von Körpern. Es legt einige Muster fest und untersucht seine Methoden.
Kinematik als Teil der Mechanik
Letzteres ist in drei Teile gegliedert: Kinematik, Dynamik und Statik. Diese drei Unterwissenschaften haben, wenn man sie so nennen kann, einige Besonderheiten. Beispielsweise untersucht die Statik die Gleichgewichtsregeln mechanischer Systeme. Sofort fällt mir die Assoziation mit Skalen ein. Die Dynamik untersucht die Bewegungsgesetze von Körpern, macht aber gleichzeitig auf die auf sie einwirkenden Kräfte aufmerksam. Aber die Kinematik macht das Gleiche, nur die Kraft wird nicht berücksichtigt. Folglich wird die Masse dieser Stellen bei den Aufgaben nicht berücksichtigt.
Grundbegriffe der Kinematik. Mechanische Bewegung
Das Thema in dieser Wissenschaft ist das MaterialPunkt. Es wird als ein Körper verstanden, dessen Abmessungen im Vergleich zu einem bestimmten mechanischen System vernachlässigt werden können. Dies ist der sogenannte idealisierte Körper, ähnlich einem idealen Gas, der im Bereich der Molekularphysik betrachtet wird. Im Allgemeinen spielt das Konzept eines materiellen Punktes sowohl in der Mechanik im Allgemeinen als auch in der Kinematik im Besonderen eine ziemlich wichtige Rolle. Am häufigsten wird die sogenannte Translationsbewegung in Betracht gezogen.
Was bedeutet das und was kann es sein?
Normalerweise werden Bewegungen in Rotations- undprogressiv. Die Grundkonzepte der Kinematik translatorischer Bewegungen hängen hauptsächlich mit den in den Formeln verwendeten Größen zusammen. Wir werden später darüber sprechen, aber kommen wir jetzt zurück auf die Art der Bewegung. Es ist klar, dass sich der Körper dreht, wenn wir über Rotation sprechen. Dementsprechend wird translatorische Bewegung als Bewegung des Körpers in einer Ebene oder linear bezeichnet.
Theoretische Grundlage zur Lösung von Problemen
Kinematik, deren Grundkonzepte und Formelnwir uns jetzt überlegen, hat eine Vielzahl von Aufgaben. Dies wird durch konventionelle Kombinatorik erreicht. Eine der Diversity-Methoden besteht darin, unbekannte Bedingungen zu ändern. Ein und dasselbe Problem kann in einem anderen Licht dargestellt werden, indem man einfach das Ziel seiner Lösung ändert. Es ist erforderlich, Entfernung, Geschwindigkeit, Zeit, Beschleunigung zu finden. Wie Sie sehen, gibt es ein ganzes Meer von Optionen. Verbindet man hier die Bedingungen des freien Falls, wird der Raum einfach unvorstellbar.
Mengen und Formeln
Zuallererst machen wir eine Einschränkung.Wie Sie wissen, kann es zwei Arten von Mengen geben. Einerseits kann ein bestimmter Wert einem bestimmten Zahlenwert entsprechen. Andererseits kann es aber auch eine Ausbreitungsrichtung haben. Zum Beispiel eine Welle. In der Optik haben wir es mit einem Begriff wie Wellenlänge zu tun. Aber wenn es eine kohärente Lichtquelle (derselbe Laser) gibt, dann haben wir es mit einem Strahl aus eben polarisierten Wellen zu tun. Somit entspricht die Welle nicht nur einem numerischen Wert, der ihre Länge angibt, sondern auch einer gegebenen Ausbreitungsrichtung.
Klassisches Beispiel
In der Mechanik sind solche Fälle analog.Nehmen wir an, ein Karren rollt vor uns. Aufgrund der Art der Bewegung können wir die Vektoreigenschaften ihrer Geschwindigkeit und Beschleunigung bestimmen. Dies wird beim Vorwärtsfahren etwas schwieriger sein (z. B. auf einem ebenen Boden), daher betrachten wir zwei Fälle: wenn der Wagen aufrollt und wenn er herunterrollt.
Stellen wir uns also vor, der Wagen fährt hochleichte Steigung. In diesem Fall verlangsamt es sich, wenn keine äußeren Kräfte darauf einwirken. Aber im umgekehrten Fall, nämlich wenn der Wagen von oben nach unten rollt, beschleunigt er. In zwei Fällen wird die Geschwindigkeit dorthin geleitet, wo sich das Objekt bewegt. Dies ist in der Regel zu beachten. Aber die Beschleunigung kann den Vektor ändern. Beim Abbremsen ist sie dem Geschwindigkeitsvektor entgegengerichtet. Dies erklärt die Verlangsamung. Eine ähnliche logische Kette kann auf die zweite Situation angewendet werden.
Andere Mengen
Wir haben gerade darüber gesprochen, dass in der Kinematikarbeiten nicht nur mit skalaren Werten, sondern auch mit vektoriellen. Gehen wir jetzt noch einen Schritt weiter. Bei der Lösung von Problemen werden neben Geschwindigkeit und Beschleunigung auch Eigenschaften wie Entfernung und Zeit verwendet. Die Geschwindigkeit ist übrigens in Initial und Instant unterteilt. Der erste von ihnen ist ein Sonderfall des zweiten. Momentangeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die zu einem bestimmten Zeitpunkt gefunden werden kann. Und von Anfang an ist wahrscheinlich alles klar.
Ziel
Ein beträchtlicher Teil der Theorie wurde von uns früher in studiertvorherigen Absätzen. Jetzt müssen nur noch die Grundformeln angegeben werden. Aber wir werden es noch besser machen: Wir werden die Formeln nicht nur betrachten, sondern auch bei der Lösung des Problems anwenden, um die gewonnenen Erkenntnisse schließlich zu festigen. In der Kinematik wird eine ganze Reihe von Formeln verwendet, die kombiniert werden, um alles zu erreichen, was für eine Lösung benötigt wird. Geben wir ein Problem mit zwei Bedingungen an, um dies vollständig zu verstehen.
Der Radfahrer bremst nach dem Überqueren der ZiellinieMerkmale. Es dauerte fünf Sekunden, bis er vollständig zum Stillstand kam. Finden Sie heraus, mit welcher Beschleunigung er gebremst hat und welchen Bremsweg er zurückgelegt hat. Der Bremsweg wird als linear betrachtet, die Endgeschwindigkeit wird mit Null angenommen. Beim Überqueren der Ziellinie betrug die Geschwindigkeit 4 Meter pro Sekunde.
Tatsächlich ist das Problem ziemlich interessant und nichtso einfach, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Wenn wir versuchen, die Abstandsformel in der Kinematik zu verwenden (S = Vot + (-) (bei ^ 2/2)), dann wird nichts daraus, da wir eine Gleichung mit zwei Variablen haben. Was ist in diesem Fall zu tun? Wir können auf zwei Arten vorgehen: Zuerst die Beschleunigung berechnen, indem die Daten in die Formel V = Vo - at eingesetzt werden, oder die Beschleunigung von dort ausdrücken und in die Entfernungsformel einsetzen. Lassen Sie uns die erste Methode verwenden.
Die Endgeschwindigkeit ist also null.Anfänglich - 4 Meter pro Sekunde. Durch die Übertragung der entsprechenden Werte auf die linke und rechte Seite der Gleichung erhalten wir den Ausdruck für die Beschleunigung. Hier ist es: a = Vo / t. Es wird also 0,8 Meter pro Sekunde zum Quadrat betragen und einen Bremscharakter haben.
Kommen wir zur Distanzformel. Wir ersetzen sie einfach durch Daten. Wir bekommen die Antwort: Der Bremsweg beträgt 10 Meter.
