Cuales son los conceptos basicos¿cinemática? ¿Qué tipo de ciencia es esta en general y qué está estudiando? Hoy hablaremos de qué es la cinemática, qué conceptos básicos de cinemática tienen lugar en los problemas y qué significan. Además, hablemos de las cantidades con las que más a menudo tenemos que lidiar.
Cinemática. Conceptos y definiciones básicos
Primero, hablemos de lo que espresenta. Una de las secciones de física más estudiadas en el curso escolar es la mecánica. Le siguen en orden indefinido la física molecular, la electricidad, la óptica y algunas otras áreas, como, por ejemplo, la física nuclear y atómica. Pero echemos un vistazo más de cerca a la mecánica. Esta rama de la física se ocupa del estudio del movimiento mecánico de los cuerpos. Establece algunos patrones y estudia sus métodos.
Cinemática como parte de la mecánica
Este último se divide en tres partes:cinemática, dinámica y estática. Estas tres subciencias, si se les puede llamar así, tienen algunas peculiaridades. Por ejemplo, la estática estudia las reglas de equilibrio de los sistemas mecánicos. La asociación con las escalas viene inmediatamente a la mente. La dinámica estudia las leyes del movimiento de los cuerpos, pero al mismo tiempo llama la atención sobre las fuerzas que actúan sobre ellos. Pero la cinemática hace lo mismo, solo que no se tiene en cuenta la fuerza. En consecuencia, la masa de los propios cuerpos no se tiene en cuenta en las tareas.
Conceptos básicos de cinemática. Movimiento mecanico
El tema en esta ciencia es el materialpunto. Se entiende como un cuerpo, cuyas dimensiones, en comparación con un determinado sistema mecánico, pueden despreciarse. Este es el llamado cuerpo idealizado, similar a un gas ideal, que se considera en el apartado de física molecular. En general, el concepto de punto material, tanto en mecánica en general como en cinemática en particular, juega un papel bastante importante. El llamado movimiento de traslación se considera con mayor frecuencia.
¿Qué significa esto y qué puede ser?
Por lo general, los movimientos se dividen en rotacionales yprogresivo. Los conceptos básicos de la cinemática del movimiento de traslación están asociados principalmente con las cantidades utilizadas en las fórmulas. Hablaremos de ellos más tarde, pero por ahora volvamos al tipo de movimiento. Está claro que si hablamos de rotacional, entonces el cuerpo está girando. En consecuencia, el movimiento de traslación se denominará movimiento del cuerpo en un plano o linealmente.
Base teórica para la resolución de problemas.
Cinemática, cuyos conceptos y fórmulas básicosque estamos considerando ahora, tiene una gran cantidad de tareas. Esto se logra mediante la combinatoria convencional. Uno de los métodos de diversidad aquí es cambiar las condiciones desconocidas. Se puede presentar un mismo problema bajo una luz diferente, simplemente cambiando el objetivo de su solución. Se requiere encontrar distancia, velocidad, tiempo, aceleración. Como puede ver, hay todo un mar de opciones. Si conecta las condiciones de caída libre aquí, el espacio se vuelve simplemente inimaginable.
Cantidades y fórmulas
En primer lugar, hagamos una advertencia.Como sabe, las cantidades pueden ser de naturaleza dual. Por un lado, un cierto valor puede corresponder a un valor numérico particular. Pero, por otro lado, también puede tener una dirección de propagación. Por ejemplo, una ola. En óptica, nos enfrentamos a un concepto como la longitud de onda. Pero si hay una fuente de luz coherente (el mismo láser), entonces se trata de un rayo de ondas planas polarizadas. Así, la onda corresponderá no solo a un valor numérico que indique su longitud, sino también a una determinada dirección de propagación.
Ejemplo clásico
Tales casos son análogos en mecánica.Digamos que un carro está rodando frente a nosotros. Por la naturaleza del movimiento, podemos determinar las características vectoriales de su velocidad y aceleración. Será un poco más difícil hacer esto al avanzar (por ejemplo, en un piso plano), por lo que consideraremos dos casos: cuando el carro se enrolle y cuando se enrolle hacia abajo.
Entonces, imaginemos que el carro subeligera pendiente. En este caso, se ralentizará si las fuerzas externas no actúan sobre él. Pero en la situación opuesta, es decir, cuando el carro rueda hacia abajo de arriba a abajo, se acelerará. En dos casos, la velocidad se dirige al lugar donde se mueve el objeto. Esto debe tomarse como regla. Pero la aceleración puede cambiar el vector. Al desacelerar, se dirige en la dirección opuesta al vector de velocidad. Esto explica la desaceleración. Se puede aplicar una cadena lógica similar a la segunda situación.
Otras cantidades
Acabamos de hablar sobre el hecho de que en cinemáticaoperan no solo con valores escalares, sino también con valores vectoriales. Ahora vayamos un paso más allá. Además de la velocidad y la aceleración, al resolver problemas, se utilizan características como la distancia y el tiempo. Por cierto, la velocidad se subdivide en inicial e instantánea. El primero de ellos es un caso especial del segundo. La velocidad instantánea es la velocidad que se puede encontrar en un momento dado. Y desde el principio, probablemente, todo esté claro.
Objetivo
Una parte considerable de la teoría fue estudiada por nosotros anteriormente enpárrafos anteriores. Ahora solo queda dar las fórmulas básicas. Pero lo haremos aún mejor: no solo consideraremos las fórmulas, sino que también las aplicaremos a la hora de resolver un problema para finalmente consolidar los conocimientos adquiridos. En cinemática, se utiliza todo un conjunto de fórmulas, combinando las cuales, se puede lograr todo lo que se necesita para una solución. Démosle un problema con dos condiciones para entender esto completamente.
El ciclista frena tras cruzar la metacaracterísticas. Tardó cinco segundos en detenerse por completo. Descubra con qué aceleración frenó, así como la distancia de frenado que logró recorrer. La distancia de frenado se considera lineal, se supone que la velocidad final es cero. En el momento de cruzar la línea de meta, la velocidad era de 4 metros por segundo.
De hecho, el problema es bastante interesante y notan simple como puede parecer a primera vista. Si intentamos tomar la fórmula de la distancia en cinemática (S = Vot + (-) (at ^ 2/2)), entonces no saldrá nada, ya que tendremos una ecuación con dos variables. ¿Qué hacer en este caso? Podemos ir de dos maneras: primero calcular la aceleración sustituyendo los datos en la fórmula V = Vo - at, o expresar la aceleración desde allí y sustituirla en la fórmula de la distancia. Usemos el primer método.
Entonces la velocidad final es cero.Inicial: 4 metros por segundo. Al transferir los valores correspondientes a los lados izquierdo y derecho de la ecuación, logramos la expresión de la aceleración. Aquí está: a = Vo / t. Así, será igual a 0,8 metros por segundo al cuadrado y tendrá carácter de frenado.
Pasemos a la fórmula de la distancia. Simplemente sustituimos datos en él. Obtenemos la respuesta: la distancia de frenado es de 10 metros.
