Grundläggande begrepp inom kinematik och ekvationer

Vilka är de grundläggande begreppen i kinematik? Vilken typ av vetenskap är detta och vad studerar hon? Idag ska vi prata om vad kinematik är, vilka grundläggande begrepp inom kinematik som sker i uppgifter och vad de menar. Låt oss dessutom prata om de värden som oftast hanteras.

Kinematik. Grundläggande begrepp och definitioner

Låt oss först tala om vad det är. En av de mest studerade delarna av fysik i skolan är mekanik. Molekylär fysik, elektricitet, optik och vissa andra sektioner, som till exempel kärn- och atomfysik, följer i obestämd ordning. Men låt oss ta en närmare titt på mekaniken. Denna del av fysiken behandlar studien av kroppens mekaniska rörelse. Det fastställer vissa regelbundenhet och studerar dess metoder.

Kinematik som en del av mekaniken

Den senare är uppdelad i tre delar: kinematik, dynamik och statik. Dessa tre delvetenskaper, om de kan kallas så, har några särdrag. Till exempel studerar statiken reglerna för jämvikt i mekaniska system. Omedelbart kommer i åtanke föreningen med skalorna. Dynamik studerar kroppens rörelsemönster, men samtidigt uppmärksammar de krafter som verkar på dem. Men kinematiken är engagerad i detsamma, endast i styrkorna accepteras inte. Följaktligen beaktas inte massan av samma kroppar i problem.

Grundläggande begrepp inom kinematik. Mekanisk rörelse

Ämnet i denna vetenskap är den materiella punkten. Det betyder en kropp vars dimensioner, i jämförelse med ett visst mekaniskt system, kan försummas. Denna så kallade idealiserade kropp, som liknar en idealisk gas, vilken anses vara en del av molekylär fysik. I allmänhet spelar begreppet en materiell punkt, både i mekanik i allmänhet, och i kinematik i synnerhet en ganska viktig roll. Den så kallade progressiva rörelsen betraktas oftast .

Vad betyder detta och hur kan det vara?

Vanligtvis är rörelserna indelade i rotation och translation. De grundläggande begreppen i kinematiken för translationell rörelse är huvudsakligen associerade med de kvantiteter som används i formlerna. Om dem, vi pratar senare, men för nu, låt oss återvända till typen av rörelse. Det är uppenbart att om vi talar om rotation, så snurrar kroppen. Följaktligen kommer translationell rörelse att hänvisas till som att flytta kroppen i ett plan eller linjärt.

Teoretisk grund för att lösa problem

Kinematik, de grundläggande begreppen och formlerna som vi överväger nu har ett stort antal problem. Detta uppnås genom de vanliga kombinatorerna. En av metoderna för mångfald här förändrar de okända förhållandena. Ett och samma problem kan representeras i ett annat ljus, helt enkelt ändra syftet med lösningen. Det är nödvändigt att hitta avståndet, hastigheten, tiden, accelerationen. Som du kan se är alternativen hela havet. Om vi förbinder villkoren för fritt fall här blir utrymmet helt enkelt ofattbart.

Värden och formler

Låt oss först och främst göra en reservation. Såsom är känt kan kvantiteterna ha en dubbel natur. Å ena sidan kan ett visst värde motsvara ett visst numeriskt värde. Men å andra sidan kan den ha en riktningsriktning. Till exempel en våg. I optik står vi inför ett sådant begrepp som våglängden. Men om det finns en sammanhängande ljuskälla (samma laser), så hanterar vi en stråle av polariserade vågor. Således kommer inte bara det numeriska värdet, som anger dess längd, men också den givna utbredningsriktningen att motsvara vågan.

Ett klassiskt exempel

Sådana fall är en analogi inom mekaniken. Låt oss säga att vi har en vagn framför oss. Med rörelsens natur kan vi bestämma vektorns egenskaper för dess hastighet och acceleration. Att göra detta i en framåtriktad rörelse (till exempel på ett plan golv) blir lite svårare, så vi kommer att överväga två fall: när vagnen rullar upp och när den glider ner.

Så låt oss föreställa oss att vagnen går upp en liten sluttning. I det här fallet kommer det att sakta ner om externa krafter inte verkar på det. Men i omvänd situation, nämligen när vagnen glider ner ovanför, kommer den att accelerera. Hastigheten i två fall riktas till var objektet rör sig. Detta bör tas som regel. Men accelerationen kan ändra vektorn. Vid retardation riktas den mot motsatt sida för hastighetsvektorn. Detta förklarar avmattningen. En liknande logisk kedja kan appliceras på den andra situationen.

De återstående värdena

Vi har just pratat om det faktum att i kinematik arbetar vi inte bara med skalärmängder utan även med vektormängder. Nu tar vi ytterligare ett steg framåt. Förutom hastighet och acceleration vid problemlösning tillämpas sådana egenskaper som avstånd och tid. Förresten är hastigheten uppdelad i början och ögonblicket. Den första av dessa är ett speciellt fall av den andra. Instantaneous hastighet är den hastighet som kan hittas när som helst. Och med början är det förmodligen allt klart.

uppgift

En betydande del av teorin studerades av oss tidigare i föregående stycken. Nu är det bara att ge de grundläggande formlerna. Men vi kommer att göra ännu bättre: vi kommer inte bara att överväga formlerna, men vi kommer också att tillämpa dem på att lösa problemet för att äntligen konsolidera den kunskap som erhölls. I kinematik används en hel uppsättning formler, som kombinerar vilken du kan uppnå allt du behöver för att lösa. Vi ger problemet med två förutsättningar för att förstå detta helt.

Cyklisten bromsar efter att ha passerat mållinjen. För ett komplett stopp tog det honom fem sekunder. Ta reda på vilken acceleration han bromsade, och vilken bromsavstånd han lyckades passera. Bromsbanan antas vara linjär och sluthastigheten antas vara noll. Vid övergången till mållinjen var hastigheten 4 meter per sekund.

Faktum är att uppgiften är ganska intressant och inte så enkel som det kan tyckas vid första anblicken. Om vi försöker ta avståndsformeln i kinematik (S = Vot + (-) (vid ^ 2/2)) kommer ingenting att hämta, eftersom vi kommer att ha en ekvation med två variabler. Hur handlar det i det här fallet? Vi kan gå på två sätt: Först beräkna accelerationen genom att ersätta data i formeln V = Vo-at eller uttrycka därifrån accelerationen och ersätt den i distansformeln. Låt oss använda den första metoden.

Så är sluthastigheten noll. Den första - 4 meter per sekund. Genom att överföra motsvarande kvantiteter till vänster och höger sida av ekvationen erhåller vi uttrycket för accelerationen. Här är det: a = Vo / t. Således kommer den att vara lika med 0,8 meter per sekund i en kvadrat och kommer att ha en broms karaktär.

Låt oss gå till distansformeln. I det ersätter vi helt enkelt uppgifterna. Få svaret: Bromsavståndet är 10 meter.