Ano ang mga pangunahing konsepto ng kinematics? Ano ang agham na ito at ano ang pinag-aaralan nito? Ngayon ay pag-uusapan natin kung ano ang kinematics, kung ano ang mga pangunahing konsepto ng kinematics na nagaganap sa mga gawain at kung ano ang ibig sabihin nito. Bilang karagdagan, pag-usapan natin ang mga dami na pinakamadalas nating harapin.
Kinematics. Pangunahing konsepto at kahulugan
Una, pag-usapan natin kung ano ito. Ang isa sa mga pinaka-pinag-aralan na seksyon ng pisika sa kurso ng paaralan ay ang mekanika. Sinusundan ito sa isang hindi tiyak na pagkakasunud-sunod ng molecular physics, kuryente, optika, at ilang iba pang sangay, tulad ng, halimbawa, nuclear at atomic physics. Ngunit tingnan natin ang mechanics. Ang sangay ng pisika na ito ay tumatalakay sa pag-aaral ng mekanikal na paggalaw ng mga katawan. Nagtatatag ito ng ilang pattern at pinag-aaralan ang mga pamamaraan nito.
Kinematics bilang bahagi ng mechanics
Ang huli ay nahahati sa tatlong bahagi: kinematics, dynamics at statics. Ang tatlong subscience na ito, kung matatawag mo silang ganyan, ay may ilang mga kakaiba. Halimbawa, pinag-aaralan ng statics ang mga patakaran para sa equilibrium ng mga mekanikal na sistema. Ang isang kaugnayan sa mga kaliskis ay agad na pumasok sa isip. Pinag-aaralan ng dinamika ang mga batas ng paggalaw ng mga katawan, ngunit sa parehong oras ay binibigyang pansin ang mga puwersang kumikilos sa kanila. Ngunit pareho ang ginagawa ng kinematics, ang mga puwersa lamang ang hindi isinasaalang-alang. Dahil dito, ang masa ng parehong mga katawan ay hindi isinasaalang-alang sa mga gawain.
Mga pangunahing konsepto ng kinematics. Kilusang mekanikal
Ang paksa sa agham na ito ay isang materyal na punto. Ito ay nauunawaan bilang isang katawan, ang mga sukat kung saan, kung ihahambing sa isang tiyak na mekanikal na sistema, ay maaaring mapabayaan. Ang tinatawag na idealized body na ito ay katulad ng isang ideal na gas, na isinasaalang-alang sa seksyon ng molecular physics. Sa pangkalahatan, ang konsepto ng isang materyal na punto, kapwa sa mekanika sa pangkalahatan at sa kinematics sa partikular, ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang pinakakaraniwang itinuturing na tinatawag na translational movement.
Ano ang ibig sabihin nito at ano kaya ito?
Karaniwan ay nahahati ang mga paggalaw sa rotational at translational. Ang mga pangunahing konsepto ng kinematics ng translational motion ay pangunahing nauugnay sa mga dami na ginamit sa mga formula. Pag-uusapan natin ang mga ito mamaya, ngunit sa ngayon ay bumalik tayo sa uri ng paggalaw. Ito ay malinaw na kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa pag-ikot, kung gayon ang katawan ay umiikot. Alinsunod dito, ang paggalaw ng pagsasalin ay tatawaging paggalaw ng katawan sa isang eroplano o linearly.
Teoretikal na batayan para sa paglutas ng mga problema
Kinematics, ang mga pangunahing konsepto at pormula na ating isinasaalang-alang ngayon, ay may napakaraming gawain. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng karaniwang combinatorics. Ang isang paraan ng pagkakaiba-iba dito ay ang pagbabago ng hindi kilalang mga kondisyon. Ang isa at ang parehong problema ay maaaring iharap sa ibang liwanag sa pamamagitan lamang ng pagbabago ng layunin ng solusyon nito. Ito ay kinakailangan upang mahanap ang distansya, bilis, oras, acceleration. Tulad ng nakikita mo, mayroong maraming mga pagpipilian. Kung isasama natin dito ang mga kondisyon ng free fall, ang espasyo ay magiging hindi maisip.
Mga halaga at formula
Una sa lahat, magpareserba tayo. Tulad ng nalalaman, ang mga dami ay maaaring magkaroon ng dalawahang katangian. Sa isang banda, ang isang tiyak na numerical na halaga ay maaaring tumugma sa isang tiyak na halaga. Ngunit sa kabilang banda, maaari rin itong magkaroon ng direksyon ng pamamahagi. Halimbawa, isang alon. Sa optika, nahaharap tayo sa isang konsepto bilang haba ng daluyong. Ngunit kung mayroong magkakaugnay na pinagmumulan ng liwanag (ang parehong laser), kung gayon tayo ay nakikitungo sa isang sinag ng mga polarized wave ng eroplano. Kaya, ang wave ay tumutugma hindi lamang sa isang numerical value na nagsasaad ng haba nito, kundi pati na rin sa isang partikular na direksyon ng pagpapalaganap.
Classic na halimbawa
Ang mga ganitong kaso ay isang pagkakatulad sa mechanics. Sabihin nating may kariton na gumugulong sa harapan natin. Sa pamamagitan ngang likas na katangian ng paggalaw, matutukoy natin ang mga katangian ng vector ng bilis at acceleration nito. Medyo mas mahirap gawin ito kapag sumusulong (halimbawa, sa isang patag na palapag), kaya isasaalang-alang namin ang dalawang kaso: kapag gumulong ang cart at kapag gumulong ito pababa.
Kaya isipin natin na bahagyang aakyat ang cart. Sa kasong ito, ito ay bumagal kung walang mga panlabas na puwersa na kikilos dito. Ngunit sa baligtad na sitwasyon, ibig sabihin, kapag ang cart ay gumulong pababa, ito ay mapabilis. Ang bilis sa dalawang kaso ay nakadirekta sa kung saan gumagalaw ang bagay. Dapat itong kunin bilang panuntunan. Ngunit maaaring baguhin ng acceleration ang vector. Kapag bumababa, ito ay nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa velocity vector. Ipinapaliwanag nito ang pagbagal. Maaaring ilapat ang isang katulad na lohikal na chain sa pangalawang sitwasyon.
Iba pang value
Napag-usapan lang namin ang katotohanan na sa kinematics ay nagpapatakbo sila hindi lamang sa mga scalar na dami, kundi pati na rin sa mga vector. Ngayon gawin natin ito ng isang hakbang pa. Bilang karagdagan sa bilis at acceleration, kapag nilulutas ang mga problema, ginagamit ang mga katangian tulad ng distansya at oras. Sa pamamagitan ng paraan, ang bilis ay nahahati sa paunang at madalian. Ang una sa kanila ay isang espesyal na kaso ng pangalawa. Ang instant na bilis ay ang bilis na makikita sa anumang oras. At sa inisyal, malamang, malinaw na ang lahat.
Gawain
Malaking bahagi ng teorya ang pinag-aralan natin kanina sa mga nakaraang talata. Ngayon ay nananatili lamang ang pagbibigay ng mga pangunahing formula. Ngunit gagawin namin ang mas mahusay: hindi lamang namin isasaalang-alang ang mga formula, ngunit ilalapat din ang mga ito kapag nilutas ang problema upangtapusin ang nakuhang kaalaman. Gumagamit ang Kinematics ng isang buong hanay ng mga formula, kung saan pinagsasama, maaari mong makamit ang lahat ng kailangan mong lutasin. Narito ang isang problema sa dalawang kundisyon upang lubos itong maunawaan.
Bumagal ang takbo ng isang siklista pagkatapos tumawid sa finish line. Inabot siya ng limang segundo bago tuluyang huminto. Alamin kung anong acceleration ang pinabagal niya, pati na rin kung gaano karaming distansya ng pagpepreno ang nagawa niyang masakop. Ang distansya ng pagpepreno ay itinuturing na linear, ang huling bilis ay kinuha katumbas ng zero. Sa sandaling tumawid sa finish line, ang bilis ay 4 metro bawat segundo.
Sa totoo lang, ang gawain ay medyo kawili-wili at hindi kasing simple ng tila sa unang tingin. Kung susubukan nating kunin ang pormula ng distansya sa kinematics (S=Vot + (-) (sa ^ 2/2)), kung gayon walang mangyayari, dahil magkakaroon tayo ng equation na may dalawang variable. Paano magpatuloy sa ganitong kaso? Maaari tayong pumunta sa dalawang paraan: unang kalkulahin ang acceleration sa pamamagitan ng pagpapalit ng data sa formula V=Vo - at, o ipahayag ang acceleration mula doon at palitan ito sa formula ng distansya. Gamitin natin ang unang paraan.
Kaya, ang huling bilis ay zero. Paunang - 4 metro bawat segundo. Sa pamamagitan ng paglilipat ng mga katumbas na dami sa kaliwa at kanang bahagi ng equation, nakakamit namin ang isang expression para sa acceleration. Narito ito: a=Vo/t. Kaya, ito ay magiging katumbas ng 0.8 metro bawat segundong parisukat at magkakaroon ng karakter sa pagpepreno.
Pumunta sa formula ng distansya. Pinapalitan lang namin ang data dito. Nakuha namin ang sagot: ang layo ng paghinto ay 10 metro.
