Kunċetti bażiċi ta 'kinematika u ekwazzjonijiet

X'inhuma l-kunċetti bażiċi tal-kinematika? X'tip ta 'xjenza hu dan u x'tagħmel hi studju? Illum se nitkellmu dwar il-kinematika, liema kunċetti bażiċi ta 'kinematika jseħħu fil-kompiti u dak li jfissru. Barra minn hekk, ejja nitkellmu dwar il-valuri li ħafna drabi jiġu ttrattati.

Kinematika. Kunċetti u definizzjonijiet bażiċi

L-ewwel, ejja nitkellmu dwar x'inhu. Waħda mis-sezzjonijiet l-aktar studjati tal-fiżika fil-kors ta 'l-iskola hija l-mekkanika. Il-fiżika molekulari, l- elettriku, l-ottika u xi taqsimiet oħra, bħal per eżempju, il-fiżika nukleari u atomika jsegwu b'mod indefinit. Imma ejja tagħti ħarsa aktar mill-qrib lejn il-mekkanika. Din it - taqsima tal-fiżika tittratta l-istudju tal-moviment mekkaniku tal-korpi. Dan jistabbilixxi ċerti regolaritajiet u jistudja l-metodi tiegħu.

Kinematiċi bħala parti mill-mekkanika

Dan ta 'l-aħħar huwa maqsum fi tliet partijiet: kinematika, dinamika u statika. Dawn it - tliet sotto-xjenzi, jekk jistgħu jissejħu hekk, għandhom xi partikolaritajiet. Pereżempju, l-istatika tistudja r-regoli tal-ekwilibriju tas-sistemi mekkaniċi. Immedjatament l-assoċjazzjoni mal-iskali qed tiġi mfakkra. Dynamics tistudja l-mudelli tal-moviment tal-korpi, iżda fl-istess ħin jiġbed l-attenzjoni għall-forzi li jaġixxu fuqhom. Iżda l-kinematika hija involuta fl-istess, biss fil-kont tal-forza mhumiex aċċettati. Konsegwentement, il-massa tal-istess korpi mhix ikkunsidrata fil-problemi.

Kunċetti bażiċi tal-kinematika. Moviment mekkaniku

Is-suġġett f'din ix-xjenza huwa l- punt materjali. Dan ifisser korp li d-dimensjonijiet tiegħu, meta mqabbla ma 'sistema mekkanika partikolari, jistgħu jiġu ttraskurati. Dan l-hekk imsejjaħ korp idealizzat, simili għal gass ideali, li huwa kkunsidrat fit-taqsima tal-fiżika molekulari. B'mod ġenerali, il-kunċett ta 'punt materjali, kemm fil-mekkanika b'mod ġenerali, kif ukoll fil-kinematika b'mod partikolari, għandu rwol pjuttost importanti. L-hekk imsejħa mozzjoni progressiva ħafna drabi hija meqjusa .

Xi jfisser dan u kif jista 'jkun?

Normalment il-movimenti huma maqsuma f'rotazzjoni u traduzzjoni. Il-kunċetti bażiċi tal-kinematika tal-moviment tat-traduzzjoni huma assoċjati l-aktar mal-kwantitajiet użati fil-formuli. Dwarhom aħna ser nitkellmu aktar tard, iżda għal issa nerġgħu nerġgħu lura għat-tip ta 'moviment. Huwa ċar li jekk qed nitkellmu dwar rotazzjonali, allura l-ġisem qiegħed iduru. Għaldaqstant, il-mozzjoni ta 'traduzzjoni tissejjaħ li timxi l-ġisem fi pjan jew b'mod lineari.

Bażi teoretika għas-soluzzjoni tal-problemi

Il-kinematika, il-kunċetti bażiċi u l-formuli li qegħdin nikkunsidraw issa, għandhom numru kbir ta 'problemi. Dan jinkiseb permezz tal-combinatorics tas-soltu. Wieħed mill-metodi ta 'diversità hawnhekk qed ibiddel il-kundizzjonijiet mhux magħrufa. L-istess problema tista 'tkun irrappreżentata f'dimensjoni differenti, sempliċiment tbiddel l-għan tas-soluzzjoni tagħha. Huwa meħtieġ li ssib id-distanza, il-veloċità, il-ħin, l-aċċelerazzjoni. Kif tistgħu taraw, l-għażliet huma l-baħar kollu. Jekk jgħaqqdu l-kundizzjonijiet tal-waqgħa ħielsa hawn, l-ispazju jsir sempliċement inkonċepibbli.

Valuri u formuli

L-ewwel nett, ibgħatilna riserva waħda. Kif inhu magħruf, il-kwantitajiet jista 'jkollhom natura doppja. Min-naħa waħda, valur partikolari jista 'jikkorrispondi għal valur numeriku partikolari. Iżda min-naħa l-oħra, jista 'jkollha direzzjoni ta' distribuzzjoni. Pereżempju, mewġa. Fl-ottika niffaċċjaw din il-kunċett bħala l-wavelength. Imma jekk hemm sors ta 'dawl koerenti (l-istess laser), allura qed nittrattaw raġġ ta' mewġ tal-pjan polarizzat. Għalhekk, mhux biss il-valur numeriku, li jindika t-tul tiegħu, iżda wkoll id-direzzjoni mogħtija ta 'propagazzjoni jikkorrispondi mal-mewġa.

Eżempju klassiku

Każijiet bħal dawn huma analoġija fil-mekkanika. Ejja ngħidu li għandna car qabelna. Min-natura tal-mozzjoni, nistgħu niddeterminaw il-karatteristiċi tal-vettur tal-veloċità u l-aċċelerazzjoni tiegħu. Biex tagħmel dan f'moviment 'il quddiem (pereżempju, fuq art ċatta) se tkun xi ftit aktar diffiċli, għalhekk aħna ser tikkunsidra żewġ każijiet: meta l-karrozza tinbidel u meta tinżel' l isfel.

Allura, ejja nimmaġina li t-trolley sejjer jitla 'għal inklinazzjoni żgħira. F'dan il-każ, se jonqos jekk il-forzi esterni ma jaġixxux fuqha. Iżda fis-sitwazzjoni b'lura, jiġifieri, meta t-trolley tinżel 'l isfel minn fuq, din taċċellera. Il-veloċità f'żewġ każijiet hija diretta lejn fejn l-oġġett ikun miexi. Dan għandu jittieħed bħala regola. Iżda l-aċċelerazzjoni tista 'tbiddel il-vector. Meta d-deċellerazzjoni hija diretta lejn in-naħa opposta għall-vettur tal-veloċità. Dan jispjega t-tnaqqis. Tista 'tiġi applikata katina loġika simili għat-tieni sitwazzjoni.

Il-valuri li jifdal

Għadna kemm tkellimna dwar il-fatt li fil-kinematika noperaw mhux biss bi kwantitajiet skalari, iżda wkoll bi kwantitajiet vettorjali. Issa se nieħdu pass ieħor 'il quddiem. Minbarra l-veloċità u l-aċċellerazzjoni fis-soluzzjoni tal-problemi, jiġu applikati karatteristiċi bħal distanza u ħin. Mill-mod, il-veloċità hija maqsuma fl-inizjali u instant. L-ewwel wieħed minn dawn huwa każ speċjali tat-tieni. Veloċità istantanea hija l-veloċità li tista 'tinstab fi kwalunkwe ħin. U bl-inizjali, probabbilment, kollox huwa ċar.

Għan

Parti konsiderevoli tat-teorija ġiet studjata minn qabel fil-paragrafi preċedenti. Issa jibqa 'biss li jagħti l-formuli bażiċi. Imma se nagħmlu saħansitra aħjar: mhux se nikkunsidraw il-formuli biss, iżda aħna ser nindirizzawhom ukoll fis-soluzzjoni tal-problema sabiex finalment nikkonsolidaw l-għarfien miksub. Fil-kinematika, jintuża sett sħiħ ta 'formuli, li jikkombinaw liema, tista' tikseb dak kollu li għandek bżonn biex issolvi. Aħna nagħtu l-problema b'żewġ kundizzjonijiet sabiex nifhmu dan kompletament.

Il-brejkijiet taċ-ċiklisti wara li qasmu l-linja tal-finitura. Għal waqfa sħiħa, hija ħadeth ħames sekondi. Sib b'liema aċċellerazzjoni hu bbrejkja, u wkoll liema distanza tal-ibbrejkjar rnexxielha tgħaddi. It-triq tal-brejk hija preżunta li hija lineari, u l-veloċità finali hija preżunta bħala żero. Fiż-żmien tal-qsim tal-linja tal-finitura, il-veloċità kienet ta '4 metri kull sekonda.

Fil-fatt, il-kompitu huwa pjuttost interessanti u mhux sempliċi daqs kemm jista 'jkun jidher l-ewwel daqqa t'għajn. Jekk nippruvaw nieħdu l-formula tad-distanza fil-kinematika (S = Votazzjoni + (-) (f'2/2)), allura xejn ser jiġi minnha, peress li se jkollna ekwazzjoni b'żewġ varjabbli. Kif taġixxi f'dan il-każ? Nistgħu mmorru f'żewġ modi: l-ewwel ikkalkula l-aċċellerazzjoni billi tissostitwixxi d-dejta fil-formula V = Vo - jew tesprimi minn hemm l-aċċelerazzjoni u tissostitwixxiha fil-formula tad-distanza. Ejjew nużaw l-ewwel metodu.

Allura, il-veloċità finali hija żero. L-inizjali - 4 metri kull sekonda. Billi tittrasferixxi l-kwantitajiet korrispondenti għan-naħat tax-xellug u tal-lemin tal-ekwazzjoni, irridu jiksbu l-espressjoni għall-aċċelerazzjoni. Hawn hu: a = Vo / t. Għalhekk, se jkun ugwali għal 0.8 metri kull sekonda fi kwadru u sejjer ikollu karattru ta 'ibbrejkjar.

Ejja ngħaddu għall-formula tad-distanza. Fiha aħna sempliċement tissostitwixxi d-data. Niżżel it-tweġiba: id-distanza tal-ibbrejkjar hija ta '10 metri.