Kinematics ta 'punt materjal: kunċetti bażiċi, elementi

It-tema tal-artikolu tagħna tal-lum se jkunu l-kinematics ta 'punt materjal. X'inhu kollha dwar? Liema kunċetti jidhru fih, u liema definizzjoni għandha tingħata lill dan it-terminu? Dawn u ħafna kwistjonijiet oħra llum u aħna se tipprova twieġeb.

Tiddefinixxi l-kunċett

punt materjal kinematics huwa xejn għajr l-subtaqsima fiżika intitolata "Mechanics". Hija, imbagħad, studji il-liġijiet ta mozzjoni ta 'diversi korpi. Kinematics ta 'punt materjal hija wkoll involuta f'dan ix-xogħol, iżda ma f'termini ġenerali. Fil-fatt, dan is-sezzjoni teżamina l-metodi li jiddeskrivu l-mozzjoni tal-korpi. F'dan l-istudju huma adattati għall biss il-ġisem hekk imsejħa idealized. Dawn jinkludu: perspettiva materjali, korp riġidu u gass ideali. Ikkunsidra l-kunċetti fid-dettall. Aħna lkoll nafu mill-iskola li punt materjal huwa msejjaħ il-korp, id-daqs ta 'li fi kwalunkwe sitwazzjoni partikolari tista' tiġi njorata. Mill-mod, il-kinematics ta mozzjoni translazzjonali ta 'punt materjal jibda jidher għall-ewwel darba fil-kotba grad seba fuq il-fiżika. Dan huwa l-fergħa sempliċi, hekk li tibda familjarità max-xjenza, bl-għajnuna tiegħu huwa l-aktar konvenjenti. Kwistjoni separata, liema huma l-elementi tal-kinematics ta 'punt materjal. Huma pjuttost ħafna, u jistgħu jiġu kondizzjonalment maqsum f'diversi livelli ma 'diffikultà differenti biex jifhmu. Jekk nitkellmu, per eżempju, il-vettur raġġ, imbagħad, fil-prinċipju, fid-definizzjoni tagħha hija xejn projbittiv kumpless. Madankollu, jaqblu li huwa ħafna aktar faċli biex jinftiehem huwa li l-istudent mill-istudent medja jew high school. U franchement speaking, m'hemmx bżonn li jispjega l-karatteristiċi tal-perijodu studenti tal-iskola għolja.

Storja qasira tal kinematics

Ħafna, ħafna snin ilu, il-Aristotle kbira ddedikat parti l-kbira tal-ħin liberu tiegħu jistudjaw u jiddeskrivi fiżika bħala xjenza separata. B'mod partikolari huwa ħadem fuq il-kinematics, jippruvaw biex tippreżenta lill-punti ewlenin u l-kunċetti, b'xi mod jew ieħor użat fl-attentati biex isolvu kompiti prattiċi u anke mundane. Aristotle taw l-idea inizjali ta 'liema huma l-elementi tal-kinematics ta' punt materjal. Ix-xogħol tiegħu u l-kitbiet huma prezzjużi ħafna għall-umanità kollha. Madankollu, fil-konklużjonijiet tiegħu, hija għamlet numru konsiderevoli ta 'żbalji, u l-kwistjoni hija li kien hemm xi żbalji u żbalji. Xogħlijiet ta 'Aristotle fil-ħin tiegħu sar interessati fil xjentisti oħrajn - Galileo Galilei. Wieħed mill-teżijiet fundamentali mressqa mill Aristotli, taqra li l-moviment tal-ġisem sseħħ biss fil-każ jekk jiġi tittieħed azzjoni fuqhom xi forza, determinat mill-intensità u d-direzzjoni. Galileo ppruvat li dan huwa żball. Seħħ se jaffettwa l-jissettja l-veloċità, iżda mhux aktar. Taljan wera li l-forza hija l-kawża ta 'l-aċċelerazzjoni, u jista' jkun biss reċiprokament miegħu. Galileo Galiley mħallsa wkoll attenzjoni konsiderevoli għall-istudju tal-proċess tal-waqgħa ħielsa, li jġibu l-liġijiet relevanti. Probabbilment kulħadd jiftakar dwar esperimenti famużi tiegħu, li huwa qatta fil-Torri ta 'Pisa. Fil-xogħlijiet tiegħu, l-affarijiet bażiċi soluzzjonijiet kinematiċi użati u fiżiċista Ampere.

kunċetti inizjali

Kif imsemmi qabel, il-kinematics ta 'modi jesploraw biex jiddeskrivu l-mozzjoni ta' oġġetti idealized. Fil-prattika, is-sisien jistgħu jiġu applikati analiżi matematika, alġebra ordinarji u l-ġeometrija. Imma x'inhuma l-kunċetti (dan il-kunċett, u l-ebda definizzjoni u l-valuri parametriċi) huma fil-qalba ta 'dan is-subartikolu tal-fiżika? L-ewwel, kulħadd għandu jifhem b'mod ċar li l-kinematics ta mozzjoni translazzjonali tal-punt materjal mozzjoni jikkunsidraw eskluża prestazzjoni enerġija. Jiġifieri, biex isolvu l-problemi rilevanti, ma kellniex bżonn il-formuli konnessi mal-enerġija. Mhuwiex meqjus kinematics, ebda kwistjoni kemm minnhom hemm - wieħed, tnejn, tlieta, anke mijiet ta 'eluf. Madankollu, l-eżistenza ta 'aċċelerazzjoni għadhom jipprovdi. F'għadd ta 'punt materjali problemi kinematics moviment jippreskrivi jiġi stabbilit valur aċċelerazzjoni. Madankollu, il-kawżi ta 'dan il-fenomenu (jiġifieri, il-forzi u n-natura tagħhom) mhumiex meqjusa, u tħallew barra.

klassifikazzjoni

Sibna li l-kinematics jesplora u japplika metodi biex jiddeskrivu il-mozzjoni ta 'korpi mingħajr rigward għall-forzi li jaġixxu fuqhom. Inċidentalment, dan il-kompitu kienet tagħmel għas-sub-mekkaniżmi oħrajn, li tissejjaħ dinamika. Diġà hemm huma użati Newton liġijiet, li jippermettu fil-prattika sabiex jidefinixxu parametri biżżejjed ma 'numru żgħir ta' data inizjali magħrufa. Kunċetti bażiċi tal-kinematics tal -punt materjal - huwa spazju u ħin. U b'rabta mal-iżvilupp tax-xjenza in ġenerali u fil-qasam, kien hemm mistoqsija dwar l-adegwatezza ta 'tali kombinazzjoni.

Mill-bidu, kien hemm il-kinematics klassiku. Nistgħu ngħidu li huwa pekuljari mhux biss il-preżenza taż-żewġ nuqqasijiet temporali u spazjali, iżda huma indipendenti mill-għażla ta 'qafas partikolari ta' referenza. Mill-mod, aħna ser nitkellmu dwar aktar tard. Issa, biss jispjegaw dak li huwa madwar. intervall spazjali f'dan il-każ se jitqiesu bħala segment, il-ħin - l-intervall. Jidher li kollox għandhom ikunu ċari. Issa, dawn in-nuqqasijiet se jiġu kkunsidrati fil-kinematics klassiku assoluta jvarjax, fi kliem ieħor, indipendenti tat-transizzjoni minn qafas wieħed għall-ieħor. Jekk kinematics negozju relativistic. Hija intervalli meta jaqilbu bejn frejms referenza jistgħu jvarjaw. Huwa għaqli li anki ngħid li dawn ma jistgħux, u għandhom, probabbilment. Minħabba dan simultanjetà ta 'żewġ avvenimenti riskjużi wkoll isir relattiv u hija suġġetta għal konsiderazzjoni speċjali. Għalhekk huwa fl-kinematics relativistic ta 'żewġ kunċetti - l-ispazju u l-ħin - huma magħquda f'waħda.

Kinematics punt materjal: veloċità, aċċelerazzjoni, u valuri oħra

Għal mill-inqas xi ftit li jifhmu l-fiżika ta 'dan is-subartikolu, inti trid jinnaviga l-kunċetti l-aktar importanti, taf definizzjonijiet u jirrappreżentaw x'jikkostitwixxi f'termini ġenerali, wieħed jew il-valur ieħor. Xejn kkumplikata dwar dan verament, huwa faċli ħafna u sempliċi. Ikkunsidra, forsi, li tibda bil-kunċetti bażiċi użati fil-problemi kinematics.

mozzjoni

moviment mekkaniku, nassumu proċess li fih oġġett wieħed jew ieħor idealized bidliet pożizzjoni tagħha fl-ispazju. F'dan il-każ, nistgħu ngħidu li l-bidla huwa relatat lil korpi oħra. Huwa meħtieġ li jittieħed inkunsiderazzjoni l-fatt li fl-istess ħin sseħħ u t-twaqqif ta 'intervall ta' żmien speċifiku bejn żewġ avvenimenti. Per eżempju, se jkun possibbli li jiġu allokati ċertu intervall iffurmat għall-ħin li għadda bejn il-korp ġew minn pożizzjoni waħda għall-ieħor. Innota wkoll li l-korp u b'hekk jistgħu jinteraġixxu ma 'xulxin, skond il-liġijiet ġenerali tal-mekkanika. Dan huwa eżattament dak li spiss topera kinematics ta 'punt materjal. Is-sistema ta 'referenza - il-kunċett li ġejja, li hija intrinsikament marbuta magħha.

koordinati

Huma jistgħu jiġu msejħa data ordinarji li jippermettu magħna biex tiddetermina l-pożizzjoni tal-ġisem fi kwalunkwe punt fil-ħin. Koordinati huma inseparabbilment marbuta mal-kunċett ta 'sistema ta' referenza u jikkoordinaw gradilja. F'ħafna każijiet huma kombinazzjoni ta 'ittri u numri.

raġġ vettur

Mill-isem għandu jkun ċar li hu. Madankollu, ejja nitkellmu aktar dwar dan. Jekk punt jiċċaqlaq tul passaġġ, u nafu l-bidu ta 'qafas partikolari ta' referenza, huwa possibbli li żżomm il-vettur pożizzjoni fi kwalunkwe ħin partikolari. Huwa ser jingħaqdu l-pożizzjoni inizjali tal-punt mal-istantanji jew finit.

triq

Din se tkun tissejjaħ linja kontinwa li hija stabbilita bħala riżultat tal-moviment ta 'partiċella fil-qafas partikolari ta' referenza.

Veloċità (kemm lineari u angolari)

Dan il-valur, li jista 'jgħidlek kif fast-ġisem tgħaddi minn perjodu ta' distanza.

Aċċelerazzjoni (u angolari u lineari)

Hija tindika taħt liema liġi u l-intensità tbiddel il-korp jissettja l-veloċità.

Forsi, hawn huma - l-elementi ewlenin tal-kinematics ta 'punt materjal. Għandu jiġi nnutat li kemm l-veloċità u l-aċċelerazzjoni huma kwantitajiet vector. Dan ifisser li dawn mhux biss għandhom effett dimostrazzjoni, iżda wkoll direzzjoni ċerta. Mill-mod, jistgħu jiġu diretti f'direzzjoni waħda u fl-oppost. Fl-ewwel każ, il-korp se tiġi aċċellerata fit-tieni - jmajna.

Il-kompiti sempliċi

Kinematics ta 'punt materjal (veloċità, aċċelerazzjoni u d-distanza li huwa kważi l-kunċetti fundamentali) ma jkunx anki l-fatt li numru kbir ta' problemi, u ħafna minnhom fil-kategoriji differenti. Ejja jippruvaw isolvu kompitu biżżejjed sempliċi biex jiddeterminaw id-distanza vjaġġata mill-ġisem.

Ejja ngħidu l-kundizzjonijiet li għandna fuq naħa, kif ġej. Is-sewwieq tal-karozzi tinsab fuq il-linja tal-bidu. L-operatur jipprovdi bandiera sinjal viżiv u l-karozza jieħu off b'mod drammatiku. Iddetermina jekk huwiex rekord ġdid fil-rikkieba kompetizzjoni jkunu jistgħu, jekk id-distanza daqs mitt metru, darba kien il-mexxej fil 7.8 sekondi. Aċċelerazzjoni tal-vettura meħuda ugwali għal 3 metri, diviż bl-kwadru ieħor.

Allura, kif se ssolvi problema simili? Huwa pjuttost interessanti, kif aħna huma meħtieġa li ma "dry"-definizzjoni ta 'ċerti parametri. Hija tjiebet u dawriet sitwazzjoni ċerta li tiddiversifika l-proċess soluzzjonijiet u indiċi tat-tiftix. Imma dak li għandna nkunu ggwidati qabel, kif approċċ il-kompitu?

1. Kinematics ta 'punt materjal tinvolvi l-użu fil-każ ta' aċċelerazzjoni.

2. Huwa preżunt deċiżjoni permezz tal-formula distanza, minħabba li tidher fil-kondizzjonijiet valur numeriku.

Aħna issolvi l-problema għal kollox faċli. Li jieħdu din il-formula distanza: S = VOT + (-) AT ^ 2/2. X'inhi t-tifsira? Għandna bżonn inkunu nafu kemm żmien se jgħaddi Racer nominati distanza, u mbagħad iqabblu l-indiċi ma 'rekord biex issir taf li kien taħbit lilu jew le. Biex tagħmel dan, aħna jaħsbu għal żmien għalih li jiksbu l-formola: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Dan huwa xejn għajr l- ekwazzjoni kwadratiċi. Iżda l-karozza jieħu off, dan ifisser li l-veloċità inizjali hija ugwali għal 0. Meta d-deċiżjoni ekwazzjoni discriminant se jkun ugwali għal 2400 għandhom jitneħħew għall-għerq tal-ħin tat-tiftix. Wassal sat-tieni punt deċimali: 48.98. Insibu l-għerq tal-ekwazzjoni: 48.98 / 6 = 8.16 sekondi. Jirriżulta li s-sewwieq mhux se tkun tista 'tħabbat-rekord eżistenti.