Quais são os conceitos básicoscinemática? Que tipo de ciência é essa e o que está estudando? Hoje falaremos sobre o que é cinemática, quais são os conceitos básicos de cinemática em problemas e o que eles significam. Além disso, falaremos sobre as quantidades com as quais frequentemente lidamos.
Cinemática Conceitos e definições básicas
Primeiro, vamos falar sobre o que ela érepresenta. Um dos ramos mais estudados da física em um curso escolar é a mecânica. Física molecular, eletricidade, óptica e algumas outras seções, como, por exemplo, física nuclear e atômica, seguem em uma ordem não especificada. Mas vamos dar uma olhada mais de perto na mecânica. Este ramo da física estuda o movimento mecânico dos corpos. Estabelece algumas leis e estuda seus métodos.
Cinemática como parte da mecânica
Este último é dividido em três partes:cinemática, dinâmica e estática. Essas três subciências, se você pode chamá-las assim, têm algumas peculiaridades. Por exemplo, a estática estuda as regras de equilíbrio dos sistemas mecânicos. Imediatamente, a associação com escalas vem à mente. A dinâmica estuda as leis do movimento dos corpos, mas ao mesmo tempo presta atenção às forças que atuam sobre eles. Mas a cinemática faz a mesma coisa, apenas a força não é levada em consideração. Consequentemente, a massa desses corpos não é levada em consideração nas tarefas.
Conceitos básicos de cinemática. Movimento mecânico
O assunto nesta ciência é o materialponto. É entendido como um corpo cujas dimensões, em comparação com um determinado sistema mecânico, podem ser desprezadas. Esse é o chamado corpo idealizado, semelhante a um gás ideal, que é considerado na seção de física molecular. Em geral, o conceito de ponto material, tanto na mecânica em geral quanto na cinemática em particular, desempenha um papel bastante importante. O chamado movimento para frente é mais frequentemente considerado.
O que isso significa e o que pode ser?
Normalmente os movimentos são divididos em rotacionais eprogressivo. Os conceitos básicos da cinemática do movimento translacional estão principalmente associados às quantidades usadas nas fórmulas. Falaremos sobre eles mais tarde, mas por enquanto vamos voltar ao tipo de movimento. É claro que, se estamos falando de rotação, o corpo gira. Conseqüentemente, o movimento translacional será denominado movimento do corpo em um plano ou linearmente.
Base teórica para resolução de problemas
Cinemática, os conceitos básicos e fórmulas dos quaisestamos considerando agora, tem um grande número de tarefas. Isso é obtido por meio de combinatória convencional. Um dos métodos de diversidade aqui está mudando condições desconhecidas. O mesmo problema pode ser apresentado sob uma luz diferente, simplesmente mudando o objetivo de sua solução. É necessário encontrar distância, velocidade, tempo, aceleração. Como você pode ver, há um mar de opções. Se você conectar as condições de queda livre aqui, o espaço se torna simplesmente inimaginável.
Quantidades e fórmulas
Em primeiro lugar, façamos uma ressalva.Como você sabe, as quantidades podem ser de dois tipos. Por outro lado, um certo valor numérico pode corresponder a um certo valor. Mas, por outro lado, também pode ter uma direção de distribuição. Por exemplo, uma onda. Em óptica, somos confrontados com o conceito de comprimento de onda. Mas se houver uma fonte de luz coerente (o mesmo laser), então estamos lidando com um feixe de ondas polarizadas planas. Assim, a onda corresponderá não apenas a um valor numérico que indica seu comprimento, mas também a uma determinada direção de propagação.
Exemplo clássico
Esses casos são análogos na mecânica.Digamos que um carrinho esteja rolando na nossa frente. Pela natureza do movimento, podemos determinar as características do vetor de sua velocidade e aceleração. Será um pouco mais difícil fazer isso enquanto avançamos (por exemplo, em um piso plano), portanto, consideraremos dois casos: quando o carrinho rola para cima e quando rola para baixo.
Então, vamos imaginar que o carrinho está subindoligeiro viés. Nesse caso, ele ficará mais lento se forças externas não agirem sobre ele. Mas na situação oposta, ou seja, quando o carrinho rolar de cima para baixo, ele irá acelerar. Em dois casos, a velocidade é direcionada para onde o objeto está se movendo. Isso deve ser considerado uma regra. Mas a aceleração pode mudar o vetor. Ao desacelerar, ele é direcionado na direção oposta ao vetor velocidade. Isso explica a desaceleração. Uma cadeia lógica semelhante pode ser aplicada à segunda situação.
Outras quantidades
Acabamos de falar sobre o fato de que na cinemáticaoperar não apenas com valores escalares, mas também com valores vetoriais. Agora vamos dar um passo adiante. Além da velocidade e da aceleração, na solução de problemas, são utilizadas características como distância e tempo. A propósito, a velocidade é dividida em inicial e instantânea. O primeiro deles é um caso especial do segundo. A velocidade instantânea é a velocidade que pode ser encontrada em um determinado momento. E desde o início, provavelmente, tudo está claro.
Desafio
Uma parte considerável da teoria foi estudada por nós anteriormente emparágrafos anteriores. Agora resta apenas fornecer as fórmulas básicas. Mas faremos ainda melhor: não só consideraremos as fórmulas, mas também as aplicaremos na resolução de um problema para finalmente consolidar o conhecimento adquirido. Na cinemática, é utilizado todo um conjunto de fórmulas, combinando as quais, você pode obter tudo o que é necessário para uma solução. Vamos dar um problema com duas condições para entender isso completamente.
O ciclista freia após cruzar a linha de chegadacaracterísticas. Ele levou cinco segundos para parar completamente. Descubra com que aceleração ele travou, bem como a distância de travagem que conseguiu percorrer. Considere a distância de frenagem linear, tome a velocidade final igual a zero. No momento de cruzar a linha de chegada, a velocidade era igual a 4 metros por segundo.
Na verdade, o problema é bastante interessante e nãotão simples quanto pode parecer à primeira vista. Se tentarmos tomar a fórmula da distância em cinemática (S = Vot + (-) (em ^ 2/2)), então nada resultará disso, já que teremos uma equação com duas variáveis. O que fazer neste caso? Podemos ir de duas maneiras: primeiro, calcule a aceleração substituindo os dados na fórmula V = Vo - at, ou expresse a aceleração a partir daí e substitua-a na fórmula da distância. Vamos usar o primeiro método.
Portanto, a velocidade final é zero.Inicial - 4 metros por segundo. Ao transferir os valores correspondentes para os lados esquerdo e direito da equação, alcançamos a expressão para a aceleração. Aqui está: a = Vo / t. Assim, será igual a 0,8 metros por segundo ao quadrado e terá caráter de frenagem.
Voltamo-nos para a fórmula da distância. Nós apenas inserimos dados nele. Temos a resposta: a distância de travagem é de 10 metros.
