Шта је кинематика? Ово је подсекција механике која проучаваматематичке и геометријске методе за описивање кретања идеализованих објеката. Они спадају у неколико категорија. Тема данашњег чланка биће аспекти који су некако повезани са концептом "кинематике тачке". Покрићемо многа питања, али хајде да почнемо са најосновнијим концептима и објашњењима за њихову примену у овој области.
Који објекти се разматрају?
Ако је кинематика грана физике којапроучава начине да опише кретање тела у просторима различите величине, што значи да треба да оперишете самим телима, зар не? Да бисте брзо разумели шта је у питању, можете пронаћи мултимедијалну лекцију за ученике. Кинематика за разумевање је генерално једноставна, ако разумете њене основе. Када се упознате са њима, приметићете да теорија садржи податак да овај део физике проучава законе који регулишу кретање материјалних тачака. Обратите пажњу на то колико је генеричка дефиниција објеката. С друге стране, материјалне тачке нису једини објекти које кинематика разматра. Ова грана физике проучава принципе кретања и апсолутно крутих тела и идеалних течности. Врло често се сва ова три концепта комбинују у један, једноставно говорећи "идеализовани објекти". Идеализација је у овом случају потребна за конвенције прорачуна и одступање од могућих систематских грешака. Ако погледате дефиницију материјалне тачке, приметићете да о њој пише следеће: ово је тело чије се димензије у одговарајућој ситуацији могу занемарити. Може се разумети на следећи начин: у поређењу са пређеним растојањем, линеарне димензије објекта су занемарљиве.
Шта се користи за описивање?
Као што је раније поменуто, кинематика јепододељак механике који проучава начине описивања кретања тачке. Али ако је то тако, онда су за извођење таквих операција потребни неки фундаментални концепти и принципи, попут оних аксиоматских? Да. А у нашем случају они су ту. Прво, у кинематици је правило да се решавају проблеми без освртања на силе које делују на материјалну тачку. Сви добро знамо да ће тело убрзати или успорити ако на њега делује одређена сила. А кинематика је пододељак који вам омогућава да радите са убрзањем. Међутим, овде се не разматра природа сила које се појављују. За описивање кретања користе се методе математичке анализе, линеарне и просторне геометрије и алгебре. Координатне мреже и саме координате такође играју улогу. Али о овоме ћемо мало касније.
Историја стварања
Састављени су први радови о кинематицивелики научник Аристотел. Он је био тај који је формирао неке од основних принципа ове индустрије. Чак и упркос чињеници да су његови радови и закључци садржали одређену количину погрешних мишљења и размишљања, његови радови су и даље од велике вредности за савремену физику. Аристотелово дело је касније проучавао Галилео Галилеј. Извео је чувене експерименте са Косим торњем у Пизи, када је истраживао законе који регулишу слободан пад тела. Проучивши све горе-доле, Галилеј је подвргао мисли и закључке Аристотела оштрој критици. На пример, ако је овај други написао да је сила узрок кретања, Галилеј је доказао да је сила узрок убрзања, али никако да ће тело узети и почети да се креће и креће. Према Аристотелу, тело је могло постићи брзину само када је изложено одређеној сили. Али знамо да је ово мишљење погрешно, пошто постоји једнообразно транслаторно кретање. Ово још једном доказују кинематичке формуле. И прећи ћемо на следеће питање.
Кинематика. Стање. Основни појмови
Овај одељак садржи низ основних принципа и дефиниција. Почнимо са главним.
Механички покрет
Вероватно из школе покушавајуда постави идеју о томе шта се може сматрати механичким кретањем. Сусрећемо га свакодневно, сваки сат, сваке секунде. Механичким кретањем сматраћемо процес који се дешава у простору током времена, односно промену положаја тела. У овом случају, релативност се врло често примењује на процес, односно кажу да се положај, рецимо, првог тела променио у односу на положај другог. Замислимо да имамо два аутомобила на стартној линији. Упали се сигнал оператера или светла - и аутомобили полећу. На самом почетку већ постоји промена положаја. И о томе можете причати дуго и заморно: у односу на такмичара, у односу на стартну линију, у односу на фиксног посматрача. Али идеја је вероватно јасна. Исто се може рећи и за двоје људи који иду или у једном правцу или у различитим правцима. Положај сваке од њих у односу на другу се мења у сваком тренутку времена.
Референтни оквир
Кинематика, физика - све ове науке користетако фундаменталан концепт као референтни оквир. У ствари, има веома важну улогу и користи се у практичним проблемима скоро свуда. Постоје још две важне компоненте које се могу повезати са референтним оквиром.
Координатна мрежа и координате
Ови последњи нису ништа више одскуп бројева и слова. Користећи одређена логичка подешавања, можемо да направимо сопствену једнодимензионалну или дводимензионалну координатну мрежу, која ће нам омогућити да решимо најједноставније задатке промене положаја материјалне тачке у одређеном временском периоду. Обично се у пракси користи дводимензионална координатна мрежа са осама Кс („к“) и И („игра“). У тродимензионалном простору додаје З-осу („зет“), а у једнодимензионалном простору је присутан само Кс. Често артиљерци и извиђачи раде са координатама. И први пут на њих наилазимо у основној школи, када почнемо да цртамо сегменте одређене дужине. На крају крајева, дипломирање није ништа друго до коришћење координата за означавање почетка и краја.
Кинематика разред 10. Количине
Главне вредности за које се користерешавање задатака о кинематици материјалне тачке је растојање, време, брзина и убрзање. Хајде да разговарамо о последња два детаљније. Обе ове величине су векторске. Другим речима, они имају не само нумерички индикатор, већ и одређени унапред одређени правац. Тело ће се кретати у правцу према коме је усмерен вектор брзине. У овом случају не треба заборавити на вектор убрзања ако имамо случај неравномерног кретања. Убрзање може бити усмерено у истом смеру или у супротном смеру. Ако су поравнати, тело ће се кретати све брже и брже. Ако је вишесмеран, онда ће објекат успорити док се не заустави. Након тога, у присуству убрзања, тело ће стећи супротну брзину, односно кретаће се у супротном смеру. Све ово у пракси врло, врло јасно показује кинематика. 10. разред је управо период када је овај део физике довољно откривен.
Формуле
Кинематске формуле су довољно једноставне заизлаз, и за меморисање. На пример, формула за раздаљину коју пређе објекат у датом времену има следећи облик: С = ВоТ + аТ ^ 2/2. Као што видимо, са леве стране имамо исто растојање. На десној страни можете пронаћи почетну брзину, време и убрзање. Знак плус је само услован, пошто убрзање може попримити негативну скаларну вредност када се објекат успорава. Уопште, кинематика кретања подразумева постојање једне врсте брзине, стално кажемо „почетна“, „коначна“, „тренутачна“. Тренутна брзина се појављује у одређеном тренутку. Али ако тако мислите, онда коначне или почетне компоненте нису ништа друго до његове посебне манифестације, зар не? Тема "Кинематика" је вероватно омиљена међу школарцима, пошто је једноставна и занимљива.
Примери задатака
У најједноставнијој кинематици постоје целинекатегорије разних задатака. Сви они су некако повезани са кретањем материјалне тачке. На пример, код неких се тражи да се одреди раздаљина коју тело пређе за одређено време. У овом случају, параметри као што су почетна брзина и убрзање могу бити познати. Или ће можда ученик добити задатак, који ће се састојати у потреби да изрази и израчуна убрзање тела. Погледајмо пример. Ауто креће из статичког положаја. Који пут он може прећи за 5 секунди ако је његово убрзање једнако три метра подељено са секундом на квадрат?
Да бисмо решили овај проблем, потребна нам је формула С= ВоТ + на ^ 2/2. Једноставно у њега убацимо доступне податке. То је убрзање и време. Треба напоменути да ће појам Вот ићи на нулу, пошто је почетна брзина нула. Тако добијамо бројчани одговор од 75 метара. То је све, проблем је решен.
Исходи
Дакле, бавили смо се основнимпринципа и дефиниција, дао пример формуле и говорио о историји настанка овог пододељка. Кинематика, чији се концепт уводи у седмом разреду на часовима физике, наставља да се стално усавршава у оквиру релативистичког (некласичног) одељка.
