Kinematika Zgodovina, načela, formule, vaje



The kinematiko je področje fizike (natančneje klasične mehanike), ki se ukvarja s proučevanjem gibanja teles brez upoštevanja vzrokov za to. Osredotoča se na proučevanje trajektorij teles skozi čas z uporabo velikosti, kot je premik, hitrost in pospešek.

Nekatera vprašanja, ki jih pokriva kinematika, so hitrost, s katero se vlak premakne, čas, ki ga potrebuje avtobus, da doseže svoj cilj, pospešek, ki ga zahteva letalo v trenutku vzleta, da doseže hitrost, potrebno za vzlet, med drugim.

Pri tem se kinematika približa sistemu koordinat, ki omogoča opisovanje poti. Ta sistem prostorskih koordinat se imenuje referenčni sistem. Področje fizike, ki se ukvarja s proučevanjem gibanj ob upoštevanju njihovih vzrokov (sil), je dinamika.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 Prispevek Pierra Varignona
  • 2 Kaj študira??
  • 3 Načela
  • 4 Formule in enačbe
    • 4.1 Hitrost
    • 4.2 Pospešek
    • 4.3 Enotno pravokotno gibanje
    • 4.4 Enakomerno pospešeno pravokotno gibanje
  • 5 Rešitev vadbe
  • 6 Reference

Zgodovina

Etimološko beseda kinematika izvira iz grškega izraza κινηματικος (kynēmatikos), kar pomeni gibanje ali premik. Ne zaman, prvi zapis študij o gibanju se ujema z grškimi filozofi in astronomi.

Šele v štirinajstem stoletju so se pojavili prvi koncepti o kinematiki, ki so v doktrini intenzivnosti oblik ali teorije izračunov (izračune). Ta razvoj sta naredila znanstveniki William Heytesbury, Richard Swineshead in Nicolás Oresme.

Kasneje, okoli leta 1604, je Galileo Galilei opravil svoje študije o gibanju v prostem padu teles in krogle na nagnjenih ravninah..

Med drugim je Galileo zanimalo, kako so se preselili planeti in topovi..

Prispevek Pierra Varignona

Šteje se, da se je začetek moderne kinematike zgodil s predstavitvijo Pierra Varignona januarja 1700 na Kraljevi akademiji znanosti v Parizu..

V tej predstavitvi je podal definicijo pojma pospeševanja in pokazal, kako ga lahko izpeljemo iz trenutne hitrosti, z uporabo samo diferencialnega izračuna..

Zlasti izraz kinematika je skoval André-Marie Ampère, ki je navedel vsebino kinematike in jo postavil na področje mehanike..

Nazadnje, z razvojem Albert Einsteina iz Teorije posebne relativnosti se je začelo novo obdobje; je tisto, kar imenujemo relativistična kinematika, v kateri prostor in čas nimata več absolutnega značaja.

Kaj študira??

Kinematika se osredotoča na proučevanje gibanja teles, ne da bi analizirala njihove vzroke. Za to uporablja gibanje materialne točke, kot idealno predstavitev telesa v gibanju.

Načela

Gibanje teles se proučuje z vidika opazovalca (notranjega ali zunanjega) v okviru referenčnega sistema. Kinematika torej matematično izraža, kako se telo giblje iz spremembe koordinat položaja telesa s časom..

Na ta način funkcija, ki omogoča izražanje poti telesa, ni odvisna samo od časa, temveč je odvisna tudi od hitrosti in pospeševanja..

V klasični mehaniki se prostor obravnava kot absolutni prostor. Zato je prostor neodvisen od materialnih teles in njihovega premika. Upoštevajte tudi, da so vsi fizikalni zakoni izpolnjeni v katerem koli prostoru prostora.

Na enak način klasična mehanika meni, da je čas absolutni čas, ki poteka na enak način v katerem koli prostoru prostora, neodvisno od gibanja teles in kakršnega koli fizičnega pojava, ki se lahko pojavi..

Formule in enačbe

Hitrost

Hitrost je velikost, ki omogoča povezovanje prevoženega prostora in časa, ki ga potuje. Hitrost se lahko doseže z izpeljavo položaja glede na čas.

v = ds / dt

V tej formuli s predstavlja položaj telesa, v je hitrost telesa in t je čas.

Pospešek

Pospešek je velikost, ki omogoča povezavo variacije hitrosti s časom. Pospešek se lahko doseže z izračunom hitrosti glede na čas.

a = dv / dt

V tej enačbi a predstavlja pospešek telesa v gibanju.

Enotno pravokotno gibanje

Kot že ime pove, gre za gibanje, v katerem se premik pojavlja v ravni črti. Ker je enakomerna, gre za gibanje, pri katerem je hitrost konstantna in v kateri je zato pospešek nič. Enačba enotnega pravokotnega gibanja je:

s = s0 + v / t

V tej formuli s0 predstavlja začetni položaj.

Enakomerno pospešeno pravokotno gibanje

Tudi to je gibanje, pri katerem se premik pojavlja v ravni črti. Ker je enakomerno pospešen, gre za gibanje, pri katerem hitrost ni konstantna, saj se spreminja zaradi pospeševanja. Enačbe enakomerno pospešenega pravokotnega gibanja so naslednje: \ t

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + v0 + T + 0,5 t a t2

V teh v0 je začetna hitrost in a pospešek.

Določena vaja

Enačba gibanja telesa je izražena z naslednjim izrazom: s (t) = 10t + t2. Ugotovite:

a) Vrsta gibanja.

Gre za enakomerno pospešeno gibanje, saj ima konstanten pospešek 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) Položaj 5 sekund po zagonu.

s (5) = 10 + 5 + 52= 75 m

c) Hitrost, ko je minilo 10 sekund od začetka gibanja.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Čas, ki je potreben za dosego hitrosti 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Reference

  1. Resnik, Halliday in Krane (2002). Fizika Volume 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Elementi mehanike, vključno s kinematiko, kinetiko in statiko. E in FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematika". Mehanski sistemi, klasični modeli: mehanika delcev. Springer.
  4. Kinematika (n.d.). V Wikipediji. Pridobljeno 28. aprila 2018 s strani es.wikipedia.org.
  5. Kinematika. (n.d.). V Wikipediji. Vzpostavljeno 28. aprila 2018, z en.wikipedia.org.