Hva er kinematikk? Dette er et underavsnitt av mekanikk som studerermatematiske og geometriske metoder for å beskrive bevegelsen til idealiserte objekter. De faller i flere kategorier. Temaet i dagens artikkel vil være aspekter som på en eller annen måte er relatert til begrepet "punkt kinematikk". Vi vil dekke mange spørsmål, men la oss starte med de mest grunnleggende konseptene og forklaringene for deres anvendelse på dette området.
Hvilke gjenstander blir vurdert?
Hvis kinematikk er en gren av fysikk detstuderer måtene å beskrive kroppens bevegelse i forskjellige størrelser, noe som betyr at du trenger å operere med kroppene selv, ikke sant? For å raskt forstå hva som står på spill, kan du finne en multimedietime for studenter. Kinematikk for forståelse er generelt enkelt, hvis du forstår det grunnleggende. Når du gjør deg kjent med dem, vil du legge merke til at teorien inneholder informasjon om at denne delen av fysikken studerer bevegelseslovene til materielle punkter. Legg merke til hvor generisk definisjonen av objekter er. På den annen side er materielle punkter ikke de eneste objektene som blir vurdert av kinematikk. Denne grenen av fysikk studerer prinsippene for bevegelse også av absolutt stive legemer og ideelle væsker. Svært ofte kombineres alle disse tre begrepene til ett, og sier ganske enkelt "idealiserte objekter." Idealisering i dette tilfellet er nødvendig for konvensjonene av beregninger og avvik fra mulige systematiske feil. Hvis du ser på definisjonen av et materielt punkt, vil du legge merke til at følgende er skrevet om det: dette er en kropp, hvis dimensjoner kan neglisjeres i den tilsvarende situasjonen. Det kan forstås slik: i sammenligning med den tilbakelagte avstanden er objektets lineære dimensjoner ubetydelige.
Hva brukes til å beskrive?
Som nevnt tidligere er kinematikk detet underavsnitt av mekanikk som studerer måter å beskrive bevegelsen til et punkt. Men hvis dette er slik, er det noen grunnleggende begreper og prinsipper, som aksiomatiske, som trengs for å utføre slike operasjoner? Ja. Og i vårt tilfelle er de der. For det første er det i kinematikk en regel å løse problemer uten å se tilbake på kreftene som virker på et materielt punkt. Vi vet alle utmerket godt at en kropp vil akselerere eller bremse hvis en bestemt kraft virker på den. Og kinematikk er underavsnittet som lar deg operere med akselerasjon. Imidlertid vurderes ikke arten til de fremvoksende kreftene her. Metoder for matematisk analyse, lineær og romlig geometri og algebra brukes til å beskrive bevegelsen. Koordineringsnett og koordinater selv spiller også en rolle. Men vi snakker om dette litt senere.
Skapelseshistorie
De første verkene om kinematikk ble samletden store forskeren Aristoteles. Det var han som dannet noen av de grunnleggende prinsippene i denne bransjen. Og til tross for at verkene hans og konklusjonene inneholdt en viss mengde feilaktige meninger og refleksjoner, er hans verk fortsatt av stor verdi for moderne fysikk. Aristoteles arbeid ble deretter studert av Galileo Galilei. Han gjennomførte berømte eksperimenter med det skjeve tårnet i Pisa, da han undersøkte lovene som regulerer et kropps frie fall. Etter å ha studert alt opp og ned, utsatte Galileo tankene og konklusjonene til Aristoteles for hard kritikk. For eksempel, hvis sistnevnte skrev at kraft er årsaken til bevegelse, beviste Galileo at kraft er årsaken til akselerasjon, men på ingen måte at kroppen vil ta og begynne å bevege seg og bevege seg. Ifølge Aristoteles kunne kroppen bare tilegne seg fart når den ble utsatt for en viss kraft. Men vi vet at denne oppfatningen er feil, siden det er en ensartet translasjonsbevegelse. Dette er igjen bevist av de kinematiske formlene. Og vi vil gå videre til neste spørsmål.
Kinematikk. Fysikk. Enkle konsepter
Denne delen inneholder en rekke grunnleggende prinsipper og definisjoner. La oss starte med den viktigste.
Mekanisk bevegelse
Sannsynligvis prøver de å gjøre det fra skolenå legge ideen om hva som kan betraktes som mekanisk bevegelse. Vi møter ham hver dag, hver time, hvert sekund. Vi vil betrakte mekanisk bevegelse som en prosess som oppstår i rommet over tid, nemlig en endring i kroppens stilling. I dette tilfellet brukes relativitet relativ ofte på prosessen, det vil si at de sier at posisjonen til, for eksempel, det første legemet har endret seg i forhold til posisjonen til det andre. La oss forestille oss at vi har to biler ved startlinjen. Operatørens signal eller lysene tennes - og bilene tar av. Helt i begynnelsen er det allerede en posisjonsendring. Og du kan snakke om dette lenge og kjedelig: i forhold til en konkurrent, i forhold til startlinjen, i forhold til den faste seeren. Men ideen er nok klar. Det samme kan sies om to personer som går enten i en retning eller i forskjellige retninger. Posisjonen til hver av dem i forhold til den andre endres i hvert øyeblikk.
Referanseramme
Kinematikk, fysikk - alle disse vitenskapene brukeret slikt grunnleggende konsept som en referanseramme. Faktisk har den en veldig viktig rolle og brukes i praktiske problemer nesten overalt. Det er to andre viktige komponenter som kan knyttes til referanserammen.
Koordiner rutenett og koordinater
Sistnevnte er ikke noe mer ennsett med tall og bokstaver. Ved hjelp av visse logiske innstillinger kan vi tegne vårt eget endimensjonale eller todimensjonale koordinatgitter, som vil tillate oss å løse de enkleste oppgavene for å endre posisjonen til et materialpunkt over en bestemt tidsperiode. I praksis brukes vanligvis et todimensjonalt koordinatgitter med X ("x") og Y ("game") aksene. I tredimensjonalt rom legger den til Z-aksen ("zet"), og i et dimensjonalt rom er bare X til stede. Ofte arbeider artillerister og speidere med koordinater. Og for første gang kommer vi over dem på barneskolen, når vi begynner å tegne segmenter av en viss lengde. Tross alt er uteksaminering ikke mer enn bruk av koordinater for å indikere begynnelsen og slutten.
Kinematikk klasse 10. Mengdene
Hovedverdiene som brukes tilå løse problemer på kinematikken til et materialpunkt er avstand, tid, hastighet og akselerasjon. La oss snakke om de to siste mer detaljert. Begge disse mengdene er vektor. De har med andre ord ikke bare en numerisk indikator, men også en viss forhåndsbestemt retning. Kroppen vil bevege seg i den retning hastighetsvektoren er rettet mot. I dette tilfellet skal man ikke glemme akselerasjonsvektoren hvis vi har et tilfelle av ujevn bevegelse. Akselerasjon kan rettes i samme retning eller i motsatt retning. Hvis de er justert, vil kroppen bevege seg raskere og raskere. Hvis multidireksjonell, vil objektet avta til det stopper. Etter det, i nærvær av akselerasjon, vil kroppen få motsatt hastighet, det vil si at den vil bevege seg i motsatt retning. Alt dette i praksis er veldig, veldig tydelig vist av kinematikken. Grad 10 er bare perioden da denne delen av fysikk avsløres tilstrekkelig.
Formler
De kinematiske formlene er enkle nok tilutdata, og for memorisering. For eksempel har formelen for avstanden som tilbys av et objekt i en gitt tid følgende form: S = VoT + aT ^ 2/2. Som vi kan se, på venstre side har vi akkurat samme avstand. På høyre side finner du starthastighet, tid og akselerasjon. Plusstegnet er bare betinget, siden akselerasjonen kan få en negativ skalarverdi når objektet bremser. Generelt innebærer kinematikken for bevegelse eksistensen av en type hastighet, vi sier hele tiden "initial", "final", "momentant". Øyeblikkelig hastighet vises på et bestemt tidspunkt. Men hvis du tror det, så er de siste eller innledende komponentene ikke annet enn dens spesielle manifestasjoner, ikke sant? Temaet "Kinematics" er sannsynligvis en favoritt blant skolebarn, siden det er enkelt og interessant.
Eksempler på oppgaver
I den enkleste kinematikken er det helekategorier av ulike oppgaver. Alle av dem er på en eller annen måte forbundet med bevegelsen av et materielt punkt. For eksempel er det i noen nødvendig å bestemme avstanden kroppen har reist på en bestemt tid. I dette tilfellet kan parametere som starthastighet og akselerasjon være kjent. Eller kanskje studenten får en oppgave, som vil bestå i behovet for å uttrykke og beregne kroppens akselerasjon. La oss se på et eksempel. Bilen starter fra en statisk posisjon. Hvilken vei kan han dekke på 5 sekunder hvis akselerasjonen er lik tre meter delt med et andre kvadrat?
For å løse dette problemet trenger vi formelen S= VoT + ved ^ 2/2. Vi kobler bare inn tilgjengelige data til den. Det er akselerasjon og tid. Det skal bemerkes at begrepet Vot vil gå til null, siden starthastigheten er lik null. Dermed får vi et numerisk svar på 75 meter. Det er alt, problemet er løst.
resultater
Dermed har vi håndtert det grunnleggendeprinsipper og definisjoner, ga et eksempel på en formel og snakket om historien til opprettelsen av dette underavsnittet. Kinematikk, som konseptet blir introdusert i 7. klasse i fysikkundervisning, fortsetter å forbedres kontinuerlig innenfor rammen av den relativistiske (ikke-klassiske) delen.
