Co to jest badanie kinematyki? Pojęcia, ilości i zadanie

Co to jest badanie kinematyki? Z tym pytaniem studenci siódmej klasy prawie od razu napotykają, właśnie rozpoczynając naukę fizyki. Dzisiaj porozmawiamy o tym, na czym polega kinematyka, jakie koncepcje są najważniejsze. Weźmy pod uwagę przypadki i podstawy tej sekcji fizyki, zrozumiemy, jakie wzory mogą być w niej użyte iw jakich przypadkach powinno się to zrobić.

Co to jest mechanika, kinematyka, badanie dynamiki?

Po pierwsze, przyciągnijmy, mówiąc, linie demarkacyjne pomiędzy tymi trzema koncepcjami. Mechanika jest jedną z sekcji fizycznych. O tym można powiedzieć, że mechanika sama studiuje prawa ruchomych ciał. Ale czytelnik może znaleźć podobne definicje, nawet jeśli chodzi o kinematykę z dynamiką.

Więc jaka jest różnica?

Spróbujmy najpierw zrozumieć, z czym się zajmuje kinematyka i czym jest ta nauka. W rzeczywistości kinematyka nigdy nie była niezależna. To tylko sekcja mechaniki. Są tylko trzy z nich: kinematyka, dynamika i statystyka. Wszystkie te trzy sekcje są w równym stopniu powiązane z kategorią mechaniczną, tzn. Badają interakcje ciała i cechy ich przemieszczenia. Jednak każdy z nich ma charakterystyczne cechy.

Subtelności tych sekcji

Kinematyka, prawdopodobnie, jest najciekawszą sekcją z punktu widzenia rozwiązywania problemów. Ogromna liczba rozwiązań kombinatorycznych, naprawdę ogromna przestrzeń dla ich planowania – wszystko to staje się kamieniem węgielnym, na którym opiera się popularność kinematyki. Nawiasem mówiąc, po otwarciu nawet testów, aby przygotować się na egzamin w klasie 9, możemy natychmiast natknąć się na proste przykłady. Mówiąc o Kinematyce, możemy wspomnieć, że rozpatruje cechy ruchu organów bez uwzględnienia sił oddziaływania.

Trochę bardziej skomplikowana jest sytuacja z taką częścią mechaniki jako dynamika. Rozpatruje również ruch organów i odpowiadające im ilości. To, na przykład, prędkość, odległość, czas. Ale pojawiają się również inne warunki firm trzecich. Tu proste prawa ruchu nie zejdą, musisz wziąć pod uwagę system mechaniczny biorąc pod uwagę siły działające na ten lub ten ciało. Ale statyści już studiują zasady równowagi w systemach mechanicznych. Nie tylko ciała, ale dźwignie i inne elementy.

Jaka jest podstawa kinematyki?

Odkryliśmy więc, że kinematyka bada ruch organów bez względu na siły działające na punkty materialne. Ale jaka była podstawa tej części mechaniki, poza podstawowymi prawami? Pojęcia i definicje są oczywiście dobre, ale nie możemy użyć jednej teorii do rozwiązywania problemów. Przynajmniej, aby osiągnąć pozytywny lub końcowy wynik, będziemy musieli uciekać się do wzorów. W tym celu najpierw zrozumiemy wartości, które się w nich pojawią.

Podstawowe wielkości stosowane w problemach związanych z kinematyką

Na początek chcemy przypomnieć czytelnikom, że mogą mieć niezwykły charakter. Zacznijmy od prostej wartości, którą nazywamy dystansem. Jest to ilość skalarna. Oznacza to, że ma tylko pewną wartość. Trzy metry, które przewracały piłkę. 25 metrów, które popłyną lekkoatletyka. Dziesięć kilometrów, podróżował przez człowieka przez cały dzień. Są to wartości numeryczne ilości, którą nazywamy dystansem.

Trochę inaczej niż przy prędkości i przyspieszeniu, które w kinematyce (a właściwie w ogóle) mają podwójną naturę. Z jednej strony możemy dać szybkość liczbową wartość. Niech będzie pięć, dziesięć, dwadzieścia metrów na sekundę. Ale w rzeczywistości prędkość ma kierunek. Zbiega się z kierunkiem ruchu ciała, jest oczywiste. To samo dotyczy przyspieszenia. Jednak prędkość i przyspieszenie mogą być kierowane w różnych kierunkach. W tym przypadku ciało zwalnia. Wyobraź sobie, że samochód właśnie zaczyna iść, z każdą sekundą zyskując prędkość. W ten sposób prędkość i przyspieszenie są kierowane w jednym kierunku, ze względu na to, jaka prędkość ciała wzrasta z każdą sekundą. Ale kiedy następuje hamowanie, wektory są kierowane w różnych kierunkach.

Kinematyka jest częścią mechaniki badającej ruch ciał. Ale co może być badaniem, jeśli nie używamy interwału czasowego na to? Oto jest to kolejna wartość używana do rozwiązywania problemów i opisywania praw w tej sekcji fizyki. To wraz z odległością, przyspieszeniem i prędkością, jest zawarte w niektórych formułach najczęściej używanych do wprowadzania rozwiązań. Zastanówmy się nad dość prostym zadaniem w tym temacie, aby ostatecznie skonsolidować w praktyce teorię uzyskaną wcześniej w trakcie artykułu.

Cel

Aby przetestować właściwości samochodu, wybiera się sto metrów długości idealnej drogi. Wiadomo, że jego przyspieszenie wynosi pięć metrów na sekundę w kwadracie. Dowiedz się, jak długo samochód może przejść przez określoną odległość, biorąc pod uwagę, że ruch zaczyna się od stanu odpoczynku.

Tak więc, ponieważ kinematyka jest częścią mechaniki, która studiuje prawa ruchu ciał, będziemy używać odpowiednich formuł. W ogólnym przypadku wygląda to tak: S = V _o T + (-) (at ^ 2) / 2. Ale dla naszego zadania zmienimy formę. Mówi się, że ruch zaczyna się od stanu odpoczynku. Stąd prędkość początkowa wynosi zero. W rezultacie produkt prędkości na czas V _o T będzie zerowy. Gdy samochód przyspieszy, znak "+" jest nieodłącznie związany ze wzorem. W rezultacie przyjmuje ona postać: S = (w ^ 2) / 2.

Następnie przedstawiamy kwadrat czasu. W tym celu mnożymy obydwie strony otrzymanego równania o dwa, aby go przepisać. Teraz podzielmy podwójną odległość na przyspieszenie. Ostatnim krokiem dla ekspresji będzie wyodrębnienie pierwiastka kwadratowego z tego wyrażenia. Cóż, uprościliśmy tę formułę w jak największym stopniu. Teraz wygląda tak: T = sqrt (2S / a). Pozostaje tylko do zastąpienia liczb. W rezultacie dostajemy, że samochód przeszedł tę odległość na czas równy około 6,32 sekundy.