Ano ang kinematics? Ito ay isang subfield ng mechanics na nag-aaral ng matematika at geometriko na mga pamamaraan ng paglalarawan ng paggalaw ng mga idealized na bagay. Sila ay nabibilang sa ilang mga kategorya. Ang paksa ng artikulo ngayon ay mga aspeto na kahit papaano ay nauugnay sa konsepto ng "point kinematics". Tatalakayin namin ang maraming paksa, ngunit magsisimula kami sa mga pinakapangunahing konsepto at paliwanag ng kanilang aplikasyon sa lugar na ito.
Anong mga bagay ang isinasaalang-alang?
Kung ang kinematics ay isang sangay ng physics na nag-aaral kung paano ilarawan ang galaw ng mga katawan sa mga espasyo na may iba't ibang laki, kailangan mong magpatakbo gamit ang mga katawan mismo, tama ba? Upang mabilis na maunawaan kung ano ang nakataya, makakahanap ka ng multimedia lesson na idinisenyo para sa mga mag-aaral. Ang kinematics ay karaniwang madaling maunawaan, kung naiintindihan mo ang mga pangunahing kaalaman nito. Kapag nakilala mo sila, mapapansin mo na sa teorya ay mayroong impormasyon na pinag-aaralan ng sangay ng pisika na ito ang mga batas ng paggalaw ng mga materyal na bagay.puntos. Pansinin kung paano ang kahulugan ng mga bagay ay pangkalahatan. Sa kabilang banda, ang mga materyal na punto ay hindi lamang ang mga bagay na isinasaalang-alang ng kinematics. Ang sangay ng pisika na ito ay nag-aaral ng mga prinsipyo ng paggalaw ng parehong ganap na matibay na katawan at perpektong likido. Kadalasan ang lahat ng tatlong konseptong ito ay pinagsama sa isa, simpleng sinasabi ang "idealized na mga bagay". Ang idealization sa kasong ito ay kinakailangan para sa mga convention ng mga kalkulasyon at ang pag-alis mula sa posibleng sistematikong mga error. Kung titingnan mo ang kahulugan ng isang materyal na punto, mapapansin mo na ang mga sumusunod ay nakasulat tungkol dito: ito ay isang katawan na ang mga sukat ay maaaring mapabayaan sa kaukulang sitwasyon. Ito ay mauunawaan bilang mga sumusunod: kumpara sa distansyang nilakbay, ang mga linear na sukat ng bagay ay bale-wala.
Ano ang ginagamit upang ilarawan?
Tulad ng nabanggit kanina, ang kinematics ay isang subsection ng mechanics na nag-aaral kung paano ilarawan ang galaw ng isang punto. Ngunit kung ito ay gayon, nangangahulugan ba ito na ang ilang mga pangunahing konsepto at prinsipyo, tulad ng mga axiomatic, ay kailangan upang maisagawa ang mga naturang operasyon? Oo. At sa aming kaso, sila. Una, sa kinematics ito ay isang panuntunan upang malutas ang mga problema nang hindi lumilingon sa mga puwersang kumikilos sa isang materyal na punto. Alam na alam nating lahat na ang isang katawan ay magpapabilis o magpapabagal kung ang isang puwersa ay kumilos dito. At ang kinematics ay ang subsection na nagbibigay-daan sa iyo upang gumana nang may acceleration. Gayunpaman, ang likas na katangian ng mga umuusbong na pwersa ay hindi isinasaalang-alang dito. Upang ilarawan ang paggalaw, ginagamit ang mga pamamaraan ng mathematical analysis, linear at spatial geometry, atalgebra din. Ang mga coordinate grid at ang mga coordinate mismo ay gumaganap din ng isang tiyak na papel. Ngunit pag-uusapan natin ito sa ibang pagkakataon.
Kasaysayan ng Paglikha
Ang mga unang gawa sa kinematics ay pinagsama-sama ng mahusay na siyentipiko na si Aristotle. Siya ang bumuo ng ilan sa mga pangunahing prinsipyo ng industriyang ito. At kahit na ang kanyang mga gawa at konklusyon ay naglalaman ng ilang mga maling opinyon at pagmumuni-muni, ang kanyang mga gawa ay may malaking halaga pa rin para sa modernong pisika. Ang mga gawa ni Aristotle ay kasunod na pinag-aralan ni Galileo Galilei. Isinagawa niya ang mga sikat na eksperimento sa Leaning Tower ng Pisa, nang siyasatin niya ang mga batas ng proseso ng libreng pagkahulog ng isang katawan. Nang mapag-aralan ang lahat sa loob at labas, isinailalim ni Galileo ang mga pagmumuni-muni at konklusyon ni Aristotle sa malupit na pagpuna. Halimbawa, kung isinulat ng huli na ang puwersa ang sanhi ng paggalaw, pinatunayan ni Galileo na ang puwersa ang sanhi ng pagbilis, ngunit hindi na ang katawan ay kukuha at magsisimulang gumalaw at kumilos. Ayon kay Aristotle, ang isang katawan ay makakakuha lamang ng bilis kapag sumailalim sa isang tiyak na puwersa. Ngunit alam natin na ang opinyong ito ay mali, dahil may pare-parehong galaw sa pagsasalin. Muli itong pinatunayan ng mga formula ng kinematics. At magpapatuloy tayo sa susunod na tanong.
Kinematics. Physics. Pangunahing konsepto
May ilang pangunahing prinsipyo at kahulugan sa seksyong ito. Magsimula tayo sa pangunahin.
Mechanical na paggalaw
Marahil, mula sa bangko ng paaralan ay sinusubukan naming ilatag ang ideya kung ano ang maaaring ituring na isang mekanikal na paggalaw. Hinaharap namin ito araw-araw, oras-oras, bawat segundo. Isasaalang-alang namin ang mekanikal na paggalaw isang proseso na nangyayari sa espasyo sa paglipas ng panahon, ibig sabihin, isang pagbabago sa posisyon ng isang katawan. Kasabay nito, ang relativity ay madalas na inilalapat sa proseso, iyon ay, sinasabi nila na ang posisyon ng, sabihin nating, ang unang katawan ay nagbago kaugnay sa posisyon ng pangalawa. Isipin natin na mayroon tayong dalawang sasakyan sa panimulang linya. Ang go-ahead ng operator o ang mga ilaw ay lumiwanag - at ang mga sasakyan ay lumipad. Sa umpisa pa lang ay mayroon nang pagbabago ng posisyon. Bukod dito, maaari mong pag-usapan ito nang mahabang panahon at nakakapagod: tungkol sa isang katunggali, tungkol sa panimulang linya, tungkol sa isang nakapirming manonood. Ngunit marahil ang ideya ay malinaw. Ang parehong ay maaaring sabihin tungkol sa dalawang tao na pumunta sa alinman sa isang direksyon o sa iba't ibang direksyon. Ang posisyon ng bawat isa sa kanila na may kaugnayan sa iba ay nagbabago sa bawat sandali.
Reference system
Kinematics, physics - lahat ng agham na ito ay gumagamit ng ganoong pangunahing konsepto bilang mga frame of reference. Sa katunayan, ito ay gumaganap ng isang napakahalagang papel at ginagamit sa mga praktikal na problema halos lahat ng dako. Dalawang mas mahalagang bahagi ang maaaring ikonekta sa frame of reference.
Coordinate grid at coordinate
Ang huli ay hindi hihigit sa isang koleksyon ng mga numero at titik. Gamit ang ilang lohikal na setting, maaari tayong bumuo ng sarili natinisang one-dimensional o two-dimensional na coordinate grid, na magbibigay-daan sa amin na lutasin ang mga pinakasimpleng problema sa pagbabago ng posisyon ng isang materyal na punto sa loob ng isang takdang panahon. Karaniwan, sa pagsasanay, ang isang two-dimensional na coordinate grid ay ginagamit sa mga axes X ("x") at Y ("y"). Sa tatlong-dimensional na espasyo, idinaragdag nito ang Z axis ("z"), at sa isang-dimensional na espasyo, X lamang ang naroroon. Ang mga artilerya at scout ay madalas na gumagana sa mga coordinate. At sa unang pagkakataon ay nakatagpo namin sila sa elementarya, kapag nagsimula kaming gumuhit ng mga segment ng isang tiyak na haba. Pagkatapos ng lahat, ang pagtatapos ay walang iba kundi ang paggamit ng mga coordinate upang ipahiwatig ang simula at wakas.
Kinematics Baitang 10. Dami
Ang mga pangunahing dami na ginagamit sa paglutas ng mga problema sa kinematics ng isang materyal na punto ay ang distansya, oras, bilis at acceleration. Pag-usapan natin ang huling dalawa nang mas detalyado. Ang parehong mga dami ay vector. Sa madaling salita, mayroon silang hindi lamang isang tagapagpahiwatig ng numero, kundi pati na rin isang tiyak na paunang natukoy na direksyon. Ang paggalaw ng katawan ay magaganap sa direksyon kung saan nakadirekta ang velocity vector. Kasabay nito, hindi dapat kalimutan ng isa ang tungkol sa acceleration vector kung mayroon tayong kaso ng hindi pantay na paggalaw. Ang acceleration ay maaaring idirekta sa parehong direksyon o sa tapat na direksyon. Kung sila ay co-directed, pagkatapos ang katawan ay magsisimulang gumalaw nang mas mabilis at mas mabilis. Kung sila ay kabaligtaran, kung gayon ang bagay ay bumagal hanggang sa huminto ito. Pagkatapos nito, sa pagkakaroon ng acceleration, ang katawan ay makakakuha ng kabaligtaran na bilis, iyon ay, ito ay lilipat sa kabaligtaran na direksyon. Ang lahat ng ito sa pagsasanay ay napaka, napakalinaw na ipinakita ng kinematics. 10th grade lang yanang panahon kung kailan sapat na nabunyag ang seksyong ito ng pisika.
Mga Formula
Kinematics formula ay medyo simple para sa output at para sa memorization. Halimbawa, ang formula para sa distansyang nilakbay ng isang bagay sa isang takdang oras ay ang mga sumusunod: S=VoT + aT^2/2. Sa nakikita natin, sa kaliwang bahagi ay pareho lang ang distansya natin. Sa kanang bahagi, mahahanap mo ang paunang bilis, oras at acceleration. Ang plus sign ay may kondisyon lamang, dahil ang acceleration ay maaaring magkaroon ng negatibong scalar value sa panahon ng proseso ng object deceleration. Sa pangkalahatan, ang kinematics ng paggalaw ay nagpapahiwatig ng pagkakaroon ng isang uri ng bilis, palagi naming sinasabi ang "paunang", "pangwakas", "agadan". Lumilitaw ang instant na bilis sa isang tiyak na punto ng oras. Ngunit pagkatapos ng lahat, kung sa palagay mo, kung gayon ang pangwakas o paunang bahagi ay walang iba kundi ang mga partikular na pagpapakita nito, tama ba? Ang paksang "Kinematics" ay malamang na paborito ng mga mag-aaral, dahil ito ay simple at kawili-wili.
Mga halimbawa ng mga problema
Sa pinakasimpleng kinematics, may mga buong kategorya ng iba't ibang gawain. Ang lahat ng mga ito ay konektado sa isang paraan o iba pa sa paggalaw ng isang materyal na punto. Halimbawa, sa ilang mga ito ay kinakailangan upang matukoy ang distansya na nilakbay ng katawan sa isang tiyak na oras. Sa kasong ito, maaaring malaman ang mga parameter tulad ng paunang bilis at acceleration. O marahil ang mag-aaral ay bibigyan ng isang gawain, na kung saan ay binubuo lamang ng pangangailangan na ipahayag at kalkulahin ang acceleration ng katawan. Kumuha tayo ng isang halimbawa. Ang kotse ay nagsisimula mula sa isang static na posisyon. Anong distansya ang magkakaroon siya ng oras upang takpan sa loob ng 5 segundo kung ang kanyang acceleration ay tatlong metro,hinati sa pangalawang parisukat?
Upang malutas ang problemang ito, kailangan natin ang formula na S=VoT + sa^2/2. Pinapalitan lang namin ang magagamit na data dito. Ito ay acceleration at oras. Tandaan na ang terminong Vot ay mapupunta sa zero, dahil ang paunang bilis ay zero. Kaya, nakakakuha tayo ng numerical na sagot na 75 metro. Iyon lang, nalutas na ang problema.
Resulta
Kaya, nalaman namin ang mga pangunahing prinsipyo at kahulugan, nagbigay ng halimbawa ng isang pormula at pinag-usapan ang kasaysayan ng paglikha ng subsection na ito. Ang kinematics, na ang konsepto ay ipinakilala sa ikapitong baitang sa mga aralin sa pisika, ay patuloy na patuloy na pinapabuti sa loob ng balangkas ng relativistic (hindi klasikal) na seksyon.
