Kinematika materijalne točke: osnovni pojmovi, elementi

Tema našeg današnjeg članka bit će kinematika materijalne točke. Što je to sve o? Što pojmovi pojavljuju u njemu, a što definicija treba dati ovaj pojam? Ta i mnoga druga pitanja danas i mi ćemo pokušati odgovoriti.

Definiranje koncepta

Kinematika materijalne točke je nitko drugi nego pododjeljku fizike pod nazivom „Mehanika”. Ona je, pak, proučava zakone gibanja pojedinih tijela. Kinematika materijalne točke također sudjeluje u ovom zadatku, ali to ipak nije u općim uvjetima. U stvari, ovaj pododjeljak ispituje metode koje opisuju gibanje tijela. U ovoj studiji su pogodni samo za tzv idealizirane tijela. To su: materijalno točku, kruto tijelo i idealno plin. Razmislite koncepte u detalje. Svi znamo iz škole da se materijal točka se zove tijelo, čija veličina u bilo kojoj situaciji može se zanemariti. Usput, kinematika prijevodni gibanje jedne materijalne točke počinje da se pojavi po prvi put u sedmom razredu udžbenika fizike. To je najjednostavniji grana, pa za početak upoznavanje sa znanošću, sa svojim pomoć to je najviše odgovara. Poseban problem je, što su elementi kinematike materijalne točke. Oni su dosta, a mogu se uvjetno podijeliti na nekoliko razina s različitim poteškoćama razumjeti. Ako govorimo, na primjer, radijus vektor, dakle, u načelu, u svojoj definiciji nije ništa zabranjeni složen. Ipak, slažu da je mnogo lakše razumjeti što je to student od prosječnog studenta ili srednjoj školi. I iskreno govoreći, nema potrebe da objasni značajke nim učenicima srednjih škola.

Kratka povijest kinematike

Prije mnogo, mnogo godina, veliki Aristotel posvećen najveći dio svog slobodnog vremena proučavanju i opisivanju fizike kao zasebna znanost. Posebno je radio na kinematike, pokušavajući ga predstaviti glavne točke i koncepata, na ovaj ili onaj korišten u pokušajima rješavanja praktičnih, pa čak i svakodnevne zadatke način. Aristotel je dao inicijalnu ideju o tome što su elementi kinematike materijalne točke. Njegov rad i spisi su vrlo vrijedne za cijelo čovječanstvo. Ipak, u svojim zaključcima, to je napravio veliki broj grešaka, a stvar je u tome što su neke pogreške i pogreške. Djela Aristotela u njegovo vrijeme je postao zainteresiran za druge znanstvenike - Galileo Galilei. Jedan od temeljnih teza iznio Aristotel, pročitao da je pokret tijela javlja se samo u slučaju ako je djelovao na neke sile, određuje intenzitet i smjer. Galileo je pokazao da je to pogreška. Sila će utjecati na postavku brzine, ali ne više. Talijanska je pokazao da je sila je uzrok ubrzanja, a to može biti samo uzajamno s njom. Galileo Galiley također plaća veliku pozornost na proučavanje procesa slobodnog pada, donoseći relevantne zakone. Vjerojatno svatko pamti o svojim slavnim pokusima, koje je proveo na toranj u Pisi. U svojim djelima, osnove kinematički rješenja koriste i fizičar Ampere.

početna koncepti

Kao što je ranije spomenuto, kinematika istražuju načine za opisivanje gibanja idealizirane objekata. U praksi, zaklade mogu se primijeniti matematičku analizu, obični algebra i geometrija. Ali što su pojmovi (ovaj koncept, a ne definicija i parametarske vrijednosti) su u srcu ovog pododjeljka fizike? Prvo, svatko bi trebao jasno shvatiti da kinematika prijevodni gibanje materijalnog točke gibanja s obzirom isključujući učinak energije. To jest, za rješavanje relevantnih problema, ne moramo se formule povezane s moći. Ne smatra kinematike, bez obzira koliko ih ima - jedan, dva, tri, pa čak i stotine tisuća. Ipak, postojanje ubrzanja još pruža. U nizu materijalnih točaka pokreta Kinematika problema propisuje određivanje ubrzanja vrijednost. Međutim, uzroci tog fenomena (tj snaga i njihovom prirodom) ne smatraju, a izostavljaju.

klasifikacija

Otkrili smo da kinematika istražuje i primjenjuje metode za opis gibanja tijela bez obzira na sile koje djeluju na njih. Usput, ovaj zadatak je bio događaj za drugim pod-mehanike, koji se zove dinamiku. Već tu se koriste Newtonovih zakona, koji omogućuju u praksi definirati dovoljno parametara s malim brojem poznatih početnih podataka. Osnovni pojmovi kinematike materijalne točke - to je prostor i vrijeme. A u vezi s razvojem znanosti u cjelini i na terenu, bilo je pitanje o prikladnosti takve kombinacije.

Od samog početka bilo je klasični kinematika. Možemo reći da je to čudno, ne samo prisutnost oba vremenskih i prostornih nedostataka, ali su neovisni o izboru određenog referentnog okvira. Usput, mi ćemo govoriti o kasnije. Sada, samo objasni o čemu se radi. Prostorni interval u tom slučaju će se smatrati kao segment, vrijeme - intervalu. Čini se da bi sve trebalo biti jasno. Sada, ti nedostaci će se uzeti u obzir klasične kinematike apsolutna invarijantnim, drugim riječima, neovisno o prijelazu iz jednog okvira na drugi. Bilo poslovne relativističke kinematike. To razmacima prilikom prebacivanja između referentnih okvira mogu varirati. To je mudar kako bi čak reći da oni ne mogu, i trebaju, vjerojatno. Zbog toga istovremenosti dva slučajnih događaja postaje relativno i podložno je posebnu pažnju. Stoga je u relativističke kinematike dva koncepta - prostor i vrijeme - spojene u jednu.

Kinematika materijalne točke: brzina, ubrzanje, i druge vrijednosti

Da barem malo da razumiju fiziku ovog pododjeljka, morate kretati najvažnije pojmove, znati definicije i predstavljaju ono što čini u općim uvjetima, jedne ili druge vrijednosti. Ništa komplicirano o tome stvarno, to je vrlo lako i jednostavno. Razmislite, možda, početi s osnovnim pojmovima koji se koriste u kinematike problema.

prijedlog

Mehaničko kretanje, pretpostavljamo proces u kojem jedan ili drugi idealizirani objekt mijenja svoj položaj u prostoru. U tom slučaju, možemo reći da je promjena u odnosu na druga tijela. Potrebno je uzeti u obzir činjenicu da je u isto vrijeme održava i uspostavljanje određenog vremenskog intervala između dva događaja. Na primjer, to će biti moguće izdvojiti određeni interval formiran za vrijeme koje je prošlo između tijela je došao iz jedne pozicije u drugu. Imajte na umu da se tijelo i na taj način mogu komunicirati jedni s drugima, u skladu s općim zakonima mehanike. To je upravo ono što se često radi kinematike materijalne točke. Referentni sustav - slijedeći koncept, koji je neodvojivo povezan s njom.

koordinate

Oni mogu biti pozvani obične podatke koji nam omogućuju određivanje položaja tijela u bilo kojem trenutku u vremenu. Koordinate neraskidivo su povezani s pojmom referentni sustav i koordinatnu mrežu. U većini slučajeva su kombinacija slova i brojeva.

radijus vektor

Od ime to bi trebalo biti jasno da je to. Ipak, pričajmo više o tome. Ako se točka pomiče duž staze, a znamo početak određenog referentnog okvira, moguće je zadržati poziciju vektora u bilo kojem trenutku. On će se pridružiti početni položaj točke s trenutna ili konačna.

put

To će se zvati neprekinutu liniju koja je postavio kao rezultat gibanja čestice u određenom referentni okvir.

Brzina (i linearni i kutni)

Ta vrijednost, koja se može reći kako brzo tijelo prolazi kroz razdoblje od udaljenosti.

Ubrzanje (i kutni i linearno)

To pokazuje pod kojim zakonom i koliko intenzivno mijenja tijelo za podešavanje brzine.

Možda, ovdje su - glavni elementi kinematike materijalne točke. Valja napomenuti da su brzina i ubrzanje su vektorske veličine. To znači da oni ne samo demonstracija učinak, ali i određeni smjer. Usput, oni mogu biti usmjerena u jednom smjeru i suprotno. U prvom slučaju, tijelo će se ubrzati u drugom - da uspori.

Najjednostavniji poslovi

Kinematika materijalne točke (brzina, ubrzanje i na daljinu što je gotovo temeljni pojmovi) nema čak ni činjenicu da veliki broj problema, i puno njih u različitim kategorijama. Pokušajmo riješiti dovoljno jednostavan zadatak za utvrđivanje udaljenosti putovao po tijelu.

Pretpostavimo uvjete koje imamo pri ruci, kako slijedi. Vozač automobila stoji na startnoj liniji. Operater pruža vizualni signal zastavu i automobil skida dramatično. Utvrditi da li je to novi rekord u jahača natjecanje će moći, ako je udaljenost jednaka sto metara, nekoć lider u 7,8 sekundi. Ubrzanje vozila uzima jednak 3 metra, podijeljena s kvadratom sekundi.

Dakle, kako riješiti sličan problem? Zanimljivo je, kako nam je potrebno da ne „suho” definicija određenih parametara. Ona je svjetlija i pretvara određenu situaciju koja odstupa procesnih rješenja i indeksi pretraživanja. No, ono što treba biti vođena prije, kako pristupiti zadatak?

1. Kinematika materijalne točke uključuje korištenje u slučaju ubrzanja.

2. Pretpostavlja se odluke pomoću udaljenosti formulu, jer se čini u numeričkim uvjetima vrijednost.

Mi riješiti problem uopće lako. Ovom udaljenosti formula: S = vot + (-) NA ^ 2/2. Koji je smisao? Moramo znati koliko vremena će proći racer označena udaljenost, a zatim usporedite indeks s rekordnih saznati da će ga pobijediti ili ne. Da biste to učinili, postavili smo odvojiti vrijeme za njega dobiti formulu: u ^ 2 + 2VoT - 2S. To je nitko drugi nego jednadžbe. Ali auto skida, to znači da je početna brzina je jednaka 0. Ako je jednadžba odluka diskriminacijska će biti jednak 2400 moraju biti uklonjeni za korijen vrijeme pretraživanja. Make up na dvije decimale: 48.98. Nalazimo korijen jednadžbe: 48.98 / 6 = 8.16 sekundi. Ispada da vozač neće moći pobijediti postojeći rekord.