Kaj kinematika proučuje? Koncepti, količine in težave

Kaj kinematika proučuje? S tem vprašanjem so skoraj takoj naleteli na študente sedmih razredov, šele začeli študij fizike. Danes se bomo pogovarjali o tem, kaj kinematika proučuje, katere koncepte so najpomembnejše v njem. Razmislite o primerih in osnovah tega oddelek fizike, Razumeli bomo, s kakšnimi formulami v njej je mogoče uporabiti in v katerih primerih je treba to storiti.

Kaj študija mehanike, kinematike, dinamike?

Najprej naj gremo, tako rekoč, razmejitvene črte med temi tremi koncepti. Mehanika je eden od fizičnih odsekov. O njej lahko rečeš, da sam mehanik proučuje zakone gibljivih teles. Toda bralec lahko najde take definicije, tudi ko gre za dinamiko kinematike.

Kakšna je razlika?

Poskusimo najprej razumeti, kaj študija kinematike in kaj je ta znanost. Pravzaprav kinematika še nikoli ni bila neodvisna. To ni nič drugega kot del mehanike. Le trije so: kinematika, dinamika in statika. Vsi ti trije odseki so enako povezani z mehansko kategorijo, torej študijo interakcija teles in značilnosti njihovega premika. Vendar ima vsaka od njih značilne lastnosti.

Tveganja teh oddelkov

Kinematika je verjetno najbolj zanimiv del z vidika reševanja problemov. Veliko število kombinatorskih rešitev, res velik prostor za njihovo načrtovanje - vse to postane temeljni kamen, na katerem temelji priljubljena kinematika. Mimogrede, ko smo odprli celo teste za pripravo na izpit v 9. razredu, lahko takoj oprimemo preproste primere. Ko govorimo o tem, kaj proučuje kinematika, lahko omenimo, da upošteva značilnosti gibanja teles, ne da bi upoštevali sile interakcij.

Malo bolj zapleteno je stanje s takim odsekom mehanike kot dinamiki. Prav tako ocenjuje gibanje teles in ustrezne količine. To, na primer, hitrost, razdalja, čas. Toda pojavijo se tudi številni pogoji tretjih oseb. Tu se ne morete znebiti preprostih zakonov gibanja, morali boste upoštevati mehanski sistem ob upoštevanju sile, ki delujejo na tem ali tem telesu. Toda statika že preučuje pravila ravnotežja v mehanskih sistemih. Ni le telesa, temveč ročice in drugi elementi.

Kakšna je osnova kinematike?

Torej smo ugotovili, da kinematika proučuje gibanje teles, ne glede na sile, ki delujejo materialne točke. Toda kakšna je bila osnova tega oddelka mehanike poleg osnovnih zakonov? Koncepti in definicije so seveda dobri, vendar ne moremo uporabiti teorije za reševanje problemov. Vsaj za doseganje pozitivnega ali končnega rezultata moramo uporabiti formule. In za to, najprej bomo razumeli vrednosti, ki se bodo pojavile v njih.

Osnovne količine, uporabljene pri problemih v kinematiki

Najprej bi radi spomnili bralce, da imajo lahko izreden značaj. Začnimo s preprosto vrednostjo, ki jo imenujemo razdalja. To je skalarna količina. To pomeni, da ima le določeno vrednost. Tri metre, ki je zavrtelo žogo. 25 metrov, ki je plula športnika. Deset kilometrov, ki ga je človek mimo ves dan. Vse to so numerične vrednosti količine, ki jo imenujemo razdalja.

Malo drugačen je s hitrostjo in pospeškom, ki ima v kinematiki (in celo na splošno) dvojno naravo. Po eni strani lahko hitrosti damo numerični vrednosti. Naj bo pet, deset, dvajset metrov na sekundo. Toda v resnici ima hitrost smer. To sovpada s smerjo gibanja telesa, je očitno. Položaj je podoben s pospeševanjem. Hitrost in pospešek pa je mogoče usmeriti v različne smeri. V tem primeru se bo telo upočasnilo. Predstavljaj si, da se avtomobil šele začenja iti, z vsako drugo hitrostjo. V tem primeru sta hitrost in pospešek usmerjena v eni smeri, zaradi česar se hitrost telesa poveča z vsako sekundo. Toda, ko pride do zaviranja, se vektorji usmerijo v različne smeri.

Kinematika je del mehanike, ki proučuje gibanje teles. Kaj pa lahko študija, če za to ne uporabljamo časovnih intervalov? Tukaj je - druga vrednost, ki se uporablja za reševanje problemov in opisovanje zakonov v tem delu fizike. To je skupaj z razdaljo, pospeškom in hitrostjo vključeno v nekatere formule, ki se najpogosteje uporabljajo za sprejemanje odločitev. Poglejmo si precej preprosto nalogo na to temo, da bi v praksi končno konsolidirali teorijo, pridobljeno prej v toku članka.

Cilj

Za preizkušanje značilnosti avtomobila je izbrana sto metrska dolžina idealne ceste. Znano je, da je njeno pospeševanje na kvadratu enako pet metrov na sekundo. Ugotovite, kako dolgo lahko avtomobil preide na določeno razdaljo, pri čemer se upošteva, da se gibanje začne od počitka.

Torej, ker je kinematika del mehanike, ki proučuje zakone gibanja teles, bomo uporabili ustrezne formule. Na splošno je videti tako: S = V_oT + (-) (pri ^ 2) / 2. Toda za našo nalogo bomo spremenili obrazec. Rečeno je, da se gibanje začne od počitka. Zato je začetna hitrost nič. Posledično je produkt hitrosti za čas v_oT bo nič. Takoj ko se avtomobil pospeši, je za formulo značilen znak "+". Rezultat tega je naslednja oblika: S = (pri ^ 2) / 2.

Nato izrazimo kvadratek časa. Za to moramo obe strani pomnožiti z enačbo za dva, da jo spremenimo. Zdaj delimo podvojeno razdaljo v pospešek. Zadnji korak za izraz bo ekstrakcija kvadratnega korena iz tega izraza. No, formula smo čim bolj poenostavili. Zdaj je videti takole: T = sqrt (2S / a). Ostanki ostanejo le nadomestiti. Kot rezultat, ugotovimo, da je vozilo prešlo to razdaljo za čas, ki je enak približno 6,32 sekunde.