O que é cinemática? Esta é uma subseção da mecânica que estudamétodos matemáticos e geométricos para descrever o movimento de objetos idealizados. Eles se enquadram em várias categorias. O tema do artigo de hoje serão aspectos que estão de alguma forma relacionados ao conceito de "cinemática pontual". Abordaremos muitas questões, mas vamos começar com os conceitos e explicações mais fundamentais para sua aplicação nesta área.
Quais objetos estão sendo considerados?
Se a cinemática é um ramo da física queestuda formas de descrever o movimento dos corpos em espaços de diferentes tamanhos, o que significa que você precisa operar com os próprios corpos, certo? Para entender rapidamente o que está em jogo, você pode encontrar uma lição multimídia para os alunos. A cinemática para compreensão geralmente é simples se você entender seus fundamentos. Quando você se familiarizar com eles, perceberá que a teoria contém informações de que esse ramo da física estuda as leis do movimento dos pontos materiais. Observe como a definição de objetos é genérica. Por outro lado, os pontos materiais não são os únicos objetos considerados pela cinemática. Este ramo da física estuda os princípios do movimento de corpos absolutamente rígidos e líquidos ideais. Muitas vezes, todos esses três conceitos são combinados em um, simplesmente dizendo "objetos idealizados". A idealização, neste caso, é necessária para as convenções de cálculos e afastamento de possíveis erros sistemáticos. Se você olhar para a definição de um ponto material, você notará que o seguinte está escrito sobre ele: é um corpo, cujas dimensões podem ser negligenciadas na situação correspondente. Pode ser entendido da seguinte forma: em comparação com a distância percorrida, as dimensões lineares do objeto são desprezíveis.
O que é usado para descrever?
Como mencionado anteriormente, a cinemática éuma subseção da mecânica que estuda maneiras de descrever o movimento de um ponto. Mas se for assim, então alguns conceitos e princípios fundamentais, como os axiomáticos, são necessários para realizar tais operações? Sim. E no nosso caso, eles estão lá. Primeiro, na cinemática, é uma regra resolver problemas sem olhar para as forças que atuam em um ponto material. Todos nós sabemos perfeitamente que um corpo irá acelerar ou desacelerar se uma certa força atuar sobre ele. E a cinemática é a subseção que permite operar com aceleração. No entanto, a natureza das forças emergentes não é considerada aqui. Métodos de análise matemática, geometria linear e espacial e álgebra são usados para descrever o movimento. As grades de coordenadas e as próprias coordenadas também desempenham um papel. Mas falaremos sobre isso um pouco mais tarde.
História da criação
Os primeiros trabalhos sobre cinemática foram compiladoso grande cientista Aristóteles. Foi ele quem formou alguns dos princípios fundamentais desta indústria. E mesmo apesar do fato de que suas obras e conclusões continham uma série de opiniões e reflexões errôneas, suas obras ainda são de grande valor para a física moderna. As obras de Aristóteles foram posteriormente estudadas por Galileo Galilei. Ele conduziu experimentos famosos com a Torre Inclinada de Pisa, quando investigou as leis que regem a queda livre de um corpo. Tendo estudado tudo de cima a baixo, Galileu submeteu os pensamentos e conclusões de Aristóteles a duras críticas. Por exemplo, se este último escreveu que a força é a causa do movimento, Galileu provou que a força é a causa da aceleração, mas de forma alguma o corpo vai se levantar e começar a se mover e se mover. Segundo Aristóteles, o corpo só poderia adquirir velocidade quando exposto a uma determinada força. Mas sabemos que essa opinião está errada, uma vez que há um movimento translacional uniforme. Isso é comprovado mais uma vez pelas fórmulas cinemáticas. E passaremos para a próxima pergunta.
Cinemática. Física. Conceitos Básicos
Esta seção contém vários princípios e definições fundamentais. Vamos começar com o principal.
Movimento mecânico
Provavelmente, na escola eles tentampara estabelecer a ideia do que pode ser considerado movimento mecânico. Nós o encontramos diariamente, a cada hora, a cada segundo. Consideraremos o movimento mecânico um processo que ocorre no espaço ao longo do tempo, ou seja, uma mudança na posição de um corpo. Nesse caso, a relatividade é muitas vezes aplicada ao processo, ou seja, eles dizem que a posição de, digamos, o primeiro corpo mudou em relação à posição do segundo. Vamos imaginar que temos dois carros na linha de partida. O sinal do operador ou as luzes se acendem - e os carros decolam. No início, já há uma mudança de posição. E você pode falar sobre isso por muito tempo e de forma tediosa: em relação a um concorrente, em relação à linha de partida, em relação ao visualizador fixo. Mas a ideia provavelmente é clara. O mesmo pode ser dito sobre duas pessoas que caminham em uma direção ou em direções diferentes. A posição de cada um deles em relação ao outro muda a cada momento.
Quadro de Referência
Cinemática, física - todas essas ciências usamum conceito tão fundamental como um quadro de referência. Na verdade, ele tem um papel muito importante e é usado em problemas práticos em quase todos os lugares. Existem dois outros componentes importantes que podem ser relacionados ao quadro de referência.
Grade de coordenadas e coordenadas
Os últimos nada mais são do queconjunto de números e letras. Usando certas configurações lógicas, podemos compor nossa própria grade de coordenadas unidimensional ou bidimensional, o que nos permitirá resolver as tarefas mais simples de mudar a posição de um ponto material em um determinado período de tempo. Normalmente, na prática, uma grade de coordenadas bidimensional com os eixos X ("x") e Y ("jogo") é usada. No espaço tridimensional, ele adiciona o eixo Z ("zet"), e no espaço unidimensional há apenas X. Freqüentemente, artilheiros e batedores trabalham com coordenadas. E pela primeira vez nos deparamos com eles no ensino fundamental, quando começamos a desenhar segmentos de um determinado comprimento. Afinal, a graduação nada mais é do que o uso de coordenadas para indicar o início e o fim.
Cinemática grau 10. As quantidades
Os principais valores usados pararesolver problemas na cinemática de um ponto material é distância, tempo, velocidade e aceleração. Vamos falar sobre os dois últimos com mais detalhes. Ambas as quantidades são vetoriais. Em outras palavras, eles têm não apenas um indicador numérico, mas também uma certa direção predeterminada. O corpo se moverá na direção para a qual o vetor velocidade é direcionado. Neste caso, não devemos nos esquecer do vetor aceleração se tivermos um caso de movimento desigual. A aceleração pode ser direcionada na mesma direção ou na direção oposta. Se eles estiverem alinhados, o corpo se moverá cada vez mais rápido. Se for multidirecional, o objeto ficará lento até parar. Depois disso, na presença de aceleração, o corpo adquirirá a velocidade oposta, ou seja, ele se moverá na direção oposta. Tudo isso na prática é muito, muito claramente mostrado pela cinemática. A 10ª série é apenas o período em que esta seção da física é suficientemente revelada.
Fórmulas
As fórmulas cinemáticas são simples o suficiente parasaída e para memorização. Por exemplo, a fórmula para a distância percorrida por um objeto em um determinado tempo tem a seguinte forma: S = VoT + aT ^ 2/2. Como podemos ver, do lado esquerdo temos exatamente a mesma distância. No lado direito você pode encontrar a velocidade inicial, tempo e aceleração. O sinal de mais é apenas condicional, pois a aceleração pode assumir um valor escalar negativo quando o objeto está freando. Em geral, a cinemática do movimento implica a existência de um tipo de velocidade, dizemos constantemente "inicial", "final", "instantânea". A velocidade instantânea aparece em um determinado ponto no tempo. Mas se você pensa assim, então os componentes finais ou iniciais nada mais são do que suas manifestações particulares, certo? O tema "Cinemática" é provavelmente o preferido entre os alunos, por ser simples e interessante.
Exemplos de tarefas
Na cinemática mais simples, existemcategorias de várias tarefas. Todos eles estão de alguma forma conectados com o movimento de um ponto material. Por exemplo, em alguns é necessário determinar a distância percorrida pelo corpo em um determinado tempo. Nesse caso, parâmetros como velocidade inicial e aceleração podem ser conhecidos. Ou talvez o aluno receba uma tarefa, que consistirá na necessidade de expressar e calcular a aceleração do corpo. Vejamos um exemplo. O carro parte de uma posição estática. Que caminho ele pode percorrer em 5 segundos se sua aceleração é de três metros divididos por um segundo ao quadrado?
Para resolver este problema, precisamos da fórmula S= VoT + em ^ 2/2. Simplesmente conectamos os dados disponíveis nele. É aceleração e tempo. Ressalte-se que o termo Vot irá a zero, pois a velocidade inicial é zero. Assim, obtemos uma resposta numérica de 75 metros. Isso é tudo, o problema está resolvido.
Resultados
Assim, lidamos com o fundamentalprincípios e definições, deu um exemplo de fórmula e falou sobre a história da criação desta subseção. A cinemática, cujo conceito é introduzido na sétima série nas aulas de física, continua a ser constantemente aprimorada no âmbito da seção relativística (não clássica).
