Kinemātikas un vienādojumu pamatjēdzieni

Kādi ir kinemātikas pamatjēdzieni? Kāda veida zinātne ir šī un ko māca? Šodien mēs runāsim par to, kas ir kinemātika, kādas kinemātikas pamatjēdzieni notiek uzdevumos un ko tie nozīmē. Turklāt, runājam par vērtībām, kuras visbiežāk tiek risinātas.

Kinemātika. Pamatjēdzieni un definīcijas

Vispirms runājam par to, kas tas ir. Viens no visvairāk izpētītajiem fizikas posmiem skolas kursā ir mehānika. Molekulārā fizika, elektrība, optika un dažas citas iedaļas, piemēram, kodolenerģija un atomfizika, notiek nenoteiktā kārtībā. Bet pievērsimies tuvāk mehānikai. Šī fizikas nodaļa nodarbojas ar ķermeņa mehāniskās kustības izpēti. Tas nosaka noteiktas likumsakarības un pētījumus par tā metodēm.

Kinemātika kā mehānikas daļa

Pēdējais ir sadalīts trīs daļās: kinemātika, dinamika un statistika. Šīs trīs apakšzinātnes, ja tās to var saukt, ir dažas īpatnības. Piemēram, statika izskata mehānisko sistēmu līdzsvara noteikumus. Tūlīt atceras saistību ar svariem. Dinamika izpēta ķermeņa kustības likumus, bet tajā pašā laikā vērš uzmanību uz spēkiem, kas uz tiem iedarbojas. Bet kinemātika ir saistīta ar to pašu, tikai spēka kontā netiek pieņemti. Līdz ar to problēmu dēļ netiek ņemta vērā to pašu ķermeņa masa.

Kinemātikas pamatjēdzieni. Mehāniskā kustība

Šajā zinātnes priekšmets ir būtisks jautājums. Tas nozīmē ķermeni, kura izmērus, salīdzinot ar noteiktu mehānisko sistēmu, var neievērot. Šī tā saucamā idealizētā struktūra, kas ir līdzīga ideālai gāzei, kas tiek aplūkota molekulārās fizikas sadaļā. Kopumā nozīmīga loma ir materiālā punkta jēdzienam gan mehānikā kopumā, gan jo īpaši kinemātikā. Visbiežāk tiek apsvērta tā dēvētā pakāpeniskā kustība.

Ko tas nozīmē un kā tas var būt?

Parasti kustības tiek sadalītas rotācijas un translācijas. Tulkošanas kustības kinemātikas pamatjēdzieni galvenokārt ir saistīti ar formulās izmantotajiem daudzumiem. Par tiem mēs runāsim vēlāk, bet tagad atgriezīsimies pie kustības veida. Ir skaidrs, ka, ja mēs runājam par rotācijas režīmu, tad ķermenis spiež. Attiecīgi translatīvo kustību sauc par kustīgu ķermeņa plaknē vai lineāri.

Teorētiskais pamats problēmu risināšanai

Kinemātikas, pamatjēdzieni un formulas, par kurām mēs tagad apsveram, ir ļoti daudz problēmu. To panāk ar parasto kombinatoriku. Viena no dažādības metodēm šeit ir nezināma apstākļu maiņa. Vienu un to pašu problēmu var attēlot citā gaismā, vienkārši mainot tā risinājuma mērķi. Ir nepieciešams atrast attālumu, ātrumu, laiku, paātrinājumu. Kā redzat, iespējas ir visa jūra. Ja mēs savienojam brīvas krišanas apstākļus šeit, telpa kļūst vienkārši neiedomājama.

Vērtības un formulas

Vispirms ļaujiet mums izdarīt vienu rezervāciju. Kā zināms, daudzumam var būt divkāršs raksturs. No vienas puses, īpaša vērtība var atbilst konkrētai skaitliskai vērtībai. Bet, no otras puses, tam var būt izplatīšanas virziens. Piemēram, vilnis. Optikā mēs saskaramies ar tādu jēdzienu kā viļņa garums. Bet, ja ir saskaņots gaismas avots (viens un tas pats lāzers), tad mums ir darīšana ar plakne-polarizētu viļņu staru. Tātad, ne tikai skaitliskā vērtība, norādot tās garumu, bet arī noteiktais pavairošanas virziens atbilst vilnim.

Klasisks piemērs

Šādi gadījumi ir analoģijas mehānikā. Pieņemsim, ka mums ir roku priekšā. Pēc kustības būtības mēs varam noteikt tās ātruma un paātrinājuma vektora raksturlielumus. Lai to izdarītu virzienā uz priekšu (piemēram, uz plakanas grīdas), tas būs mazliet sarežģītāks, tādēļ mēs apsvērsim divus gadījumus: kad grozs sakrāsies un kad tas slīd uz leju.

Tātad, pieņemsim iedomāties, ka ratiņi iet uz augšu nelielu nogāzi. Šajā gadījumā tas palēnināsies, ja ārējie spēki to neietekmēs. Bet pretējā situācijā, proti, kad trolejbuss slīd no augšas, tas paātrināsies. Ātrums divos gadījumos ir vērsts uz to, kur objekts pārvietojas. Tas ir jāuztver kā parasti. Bet paātrinājums var mainīt vektoru. Palēninot, tas tiek novirzīts ātruma vektora pretējai pusei. Tas izskaidro palēnināšanos. Līdzīga loģiska ķēde var tikt piemērota otrajai situācijai.

Atlikušās vērtības

Mēs tikko runājām par to, ka kinemātikā mēs darbojamies ne tikai ar skalāriem daudzumiem, bet arī ar vektoru daudzumu. Tagad mēs veiksim vēl vienu soli uz priekšu. Papildus ātruma un paātrinājuma problēmu risināšanai tiek izmantotas tādas īpašības kā attālums un laiks. Starp citu, ātrums tiek sadalīts sākotnējā un tūlītējā. Pirmais no tiem ir otrs īpašs gadījums. Tūlītējs ātrums ir ātrums, ko var atrast jebkurā laikā. Un ar sākotnējo, iespējams, viss ir skaidrs.

Mērķis

Iepriekšējos punktos iepriekš mēs pētījām ievērojamu teorijas daļu. Tagad paliek tikai dot pamatformulas. Bet mēs darīsim vēl labāku - mēs ne tikai apsvērsim formulas, bet mēs arī tos pielietojam problēmas risināšanā, lai galu galā nostiprinātu iegūtās zināšanas. Kinemātikā tiek izmantots viss formulu kopums, kas apvieno to, kas ļauj sasniegt visu, kas jums nepieciešams, lai atrisinātu. Mēs sniedzam problēmu ar diviem nosacījumiem, lai pilnībā to izprastu.

Velosipēdists bremzē pēc finiša līnijas šķērsošanas. Pilnīgai apstāšanās aizņēma piecas sekundes. Uzziniet, ar kādiem paātrinājumiem viņš brauca, kā arī par to, kāds bremzēšanas ceļš viņam bija izdevies. Tiek uzskatīts, ka bremžu ceļš ir lineārs, un pieņem, ka galīgais ātrums ir nulle. Finišas līnijas šķērsošanas brīdī ātrums bija 4 metri sekundē.

Patiesībā uzdevums ir diezgan interesants un ne tik vienkāršs, kā tas varētu šķist no pirmā acu uzmetiena. Ja mēs cenšamies ņemt attāluma formulu kinemātikā (S = Vot + (-) (pie ^ 2/2)), tad no tā nekas nenozīmē, jo mums būs vienādojums ar diviem mainīgajiem lielumiem. Kā rīkoties šajā gadījumā? Mēs varam iet divos veidos: vispirms aprēķiniet paātrinājumu, aizstājot datus ar formulu V = Vo - at vai izteikt no turienes paātrinājumu un aizstājot to ar attāluma formulu. Izmantosim pirmo metodi.

Tātad, pēdējais ātrums ir nulle. Sākotnējais - 4 metri sekundē. Pārnesot atbilstošos daudzumus uz vienādojuma kreiso un labo pusi, iegūstam paātrinājuma izteiksmi. Šeit tas ir: a = Vo / t. Tādējādi tas būs vienāds ar 0,8 metriem sekundē laukumā, un tam būs bremzēšanas raksturs.

Dodies uz attāluma formulu. Tajā mēs vienkārši aizstājam datus. Iegūstiet atbildi: bremzēšanas ceļš ir 10 metri.