Melyek az alapfogalmakkinematika? Milyen tudomány ez általában, és mit tanul? Ma arról fogunk beszélni, hogy mi a kinematika, mi a kinematika alapfogalma a problémákban, és mit jelentenek. Emellett beszéljünk azokról a mennyiségekről, amelyekkel a leggyakrabban foglalkoznunk kell.
Kinematika. Alapfogalmak és meghatározások
Először beszéljünk arról, mi őajándékokat. Az iskolai tanfolyam egyik legtöbbet tanulmányozott fizikai szakasza a mechanika. Határozatlan sorrendben követi a molekuláris fizika, az elektromosság, az optika és néhány más terület, például a nukleáris és az atomfizika. De nézzük meg közelebbről a mechanikát. A fizika ezen ága a testek mechanikai mozgásának tanulmányozásával foglalkozik. Megállapít néhány mintát és tanulmányozza módszereit.
Kinematika a mechanika részeként
Ez utóbbi három részre oszlik:kinematika, dinamika és statika. Ennek a három résztudománynak, ha így nevezheti őket, van néhány sajátossága. Például a statika a mechanikai rendszerek egyensúlyi szabályait vizsgálja. Azonnal eszembe jut a mérlegekkel való társulás. A dinamika tanulmányozza a testek mozgásának törvényszerűségeit, ugyanakkor figyel a rájuk ható erőkre. De a kinematika is ugyanazt csinálja, csak az erőt nem veszik figyelembe. Következésképpen e testek tömegét nem veszik figyelembe a feladatok során.
A kinematika alapfogalmai. Mechanikus mozgás
A tudomány tárgya az anyagpont. Olyan testként értjük, amelynek méretei egy bizonyos mechanikus rendszerrel összehasonlítva elhanyagolhatók. Ez az úgynevezett idealizált test, amely hasonlít egy ideális gázhoz, amelyet a molekuláris fizika szakaszában figyelembe veszünk. Általánosságban elmondható, hogy az anyagi pont fogalma, mind a mechanikában általában, mind pedig a kinematikában, meglehetősen fontos szerepet játszik. Leggyakrabban az úgynevezett transzlációs mozgást veszik figyelembe.
Mit jelent ez és mi lehet az?
Általában a mozgásokat rotációs éshaladó. A transzlációs mozgás kinematikájának alapfogalmai főleg a képletekben használt mennyiségekhez kapcsolódnak. Később beszélünk róluk, de most térjünk vissza a mozgás típusához. Egyértelmű, hogy ha forgásról beszélünk, akkor a test forog. Ennek megfelelően a transzlációs mozgást a test síkbeli vagy lineáris mozgásának nevezzük.
Elméleti alap a problémák megoldására
Kinematika, amelynek alapfogalmai és képleteimost mérlegeljük, rengeteg feladata van. Ezt a hagyományos kombinatorikával érik el. Az egyik változatossági módszer itt ismeretlen körülmények megváltoztatása. Egy és ugyanaz a probléma más megvilágításban is bemutatható, egyszerűen a megoldás céljának megváltoztatásával. Meg kell találni a távolságot, sebességet, időt, gyorsulást. Mint láthatja, lehetőségek egész tengere van. Ha ide kapcsolja a szabad esés feltételeit, akkor a tér egyszerűen elképzelhetetlenné válik.
Mennyiségek és képletek
Először is tegyünk egy figyelmeztetést.Mint tudják, a mennyiségek kettős természetűek lehetnek. Egyrészt ez vagy az a számérték megfelelhet egy bizonyos értéknek. De másrészt megoszlási iránya is lehet. Például egy hullám. Az optikában olyan koncepcióval állunk szemben, mint a hullámhossz. De ha van koherens fényforrás (ugyanaz a lézer), akkor síkpolarizált hullámnyalábbal van dolgunk. Így a hullám nem csak a hosszát jelző numerikus értéknek fog megfelelni, hanem egy adott terjedési iránynak is.
Klasszikus példa
Az ilyen esetek hasonlóak a mechanikában.Mondjuk egy szekér gurul elénk. A mozgás jellege alapján meghatározhatjuk sebességének és gyorsulásának vektorjellemzőit. Kicsit nehezebb lesz ezt előre haladni (például egy sík padlón), ezért két esetet veszünk figyelembe: amikor a szekér felgördül és mikor gurul le.
Képzeljük el, hogy a szekér felfelé haladenyhe elfogultság. Ebben az esetben lelassul, ha külső erők nem hatnak rá. De az ellenkező helyzetben, nevezetesen, amikor a szekér fentről lefelé gördül, akkor felgyorsul. Két esetben a sebesség oda irányul, ahol az objektum mozog. Ezt szabályként kell figyelembe venni. De a gyorsulás megváltoztathatja a vektort. Lassításkor a sebességvektorral ellentétes irányba irányul. Ez magyarázza a lassulást. Hasonló logikai lánc alkalmazható a második helyzetre is.
Egyéb mennyiségek
Csak arról beszéltünk, hogy a kinematikábannemcsak skaláris, hanem vektoros értékekkel is működnek. Most tegyük egy lépéssel tovább. A sebesség és a gyorsulás mellett a problémák megoldásakor olyan jellemzőket használnak, mint a távolság és az idő. Egyébként a sebesség kezdeti és pillanatra oszlik. Közülük az első a második speciális esete. A pillanatnyi sebesség az a sebesség, amely bármikor megtalálható. És a kezdetektől valószínűleg minden világos.
feladat
Az elmélet jelentős részét korábban tanulmányoztukelőző bekezdések. Most már csak az alapvető képletek megadása szükséges. De még jobban fogunk járni: nemcsak figyelembe vesszük a képleteket, hanem a probléma megoldása során alkalmazzuk is őket a megszerzett ismeretek végleges megszilárdítása érdekében. A kinematikában egy egész képletkészletet használnak, amelyek kombinálásával mindent elérhet, ami a megoldáshoz szükséges. Adjunk egy problémát két feltétellel, hogy ezt teljesen megértsük.
A kerékpáros a célvonal átlépése után fékezjellemzők. Öt másodpercbe telt, mire teljesen megállt. Tudja meg, milyen gyorsítással fékezett, valamint azt, hogy milyen féktávot sikerült megtennie. Tekintsük lineárisnak a féktávolságot, vegyük a nullával egyenlő végsebességet. A célvonal keresztezésének pillanatában a sebesség másodpercenként 4 méter volt.
Valójában a probléma elég érdekes, és nemolyan egyszerű, mint amilyennek első pillantásra tűnhet. Ha megpróbáljuk kinematikában figyelembe venni a távolság képletét (S = Vot + (-) (at ^ 2/2)), akkor semmi sem lesz belőle, mivel két változóval lesz egyenletünk. Mi a teendő ebben az esetben? Kétféleképpen mehetünk: először kiszámoljuk a gyorsulást úgy, hogy az adatokat a V = Vo - at képlettel helyettesítjük, vagy onnan fejezzük ki a gyorsulást, és helyettesítjük a távolsági képlettel. Használjuk az első módszert.
Tehát a végsebesség nulla.Kezdeti - 4 méter másodpercenként. Azáltal, hogy a megfelelő értékeket átvesszük az egyenlet bal és jobb oldalára, kifejezést kapunk a gyorsulásra. Itt van: a = Vo / t. Így 0,8 méter / másodperc négyzet lesz, és fékező jellege lesz.
Térjünk át a távolság képletére. Csak beillesztünk adatokat. Megkapjuk a választ: a féktávolság 10 méter.
