Kinematika van 'n materiaal punt: basiese konsepte, elemente

Die onderwerp van se ons vandag artikel sal die kinematika van materiaal punt. Wat is dit alles oor? Wat konsepte verskyn in dit, en watter definisie gegee moet word om hierdie term? Hierdie en baie ander vrae vandag en ons sal probeer om te antwoord.

Definisie van die konsep

Kinematika materiaal punt is niemand anders as die fisika subartikel getiteld "Meganika". Sy het op sy beurt, bestudeer die wette van beweging van verskeie liggame. Kinematika van 'n materiaal punt is ook betrokke by hierdie taak, maar dit beteken nie in die algemeen. Trouens, hierdie sub-artikel ondersoek die metodes wat die beweging van liggame beskryf. In hierdie studie is geskik vir net die sogenaamde geïdealiseerde liggaam. Dit sluit in: 'n wesenlike punt, 'n star liggaam en 'n ideale gas. Oorweeg die konsepte in detail. Ons weet almal van die skool wat 'n wesenlike punt van die liggaam, die grootte van wat in enige gegewe situasie kan verwaarloos word genoem. By the way, die kinematika van translasie beweging van 'n materiaal punt begin vertoon vir die eerste keer in die sewende graad handboeke op fisika. Dit is die eenvoudigste tak, so te begin kennismaking met die wetenskap, met sy hulp dit is mees geskikte. 'N aparte kwessie is, wat is die elemente van die kinematika van materiaal punt. Hulle is nogal 'n baie, en hulle kan voorwaardelik verdeel word in verskeie vlakke met verskillende probleme om te verstaan. As ons praat, byvoorbeeld, die radiusvektor, dan, in beginsel, in sy definisie is niks onbetaalbaar kompleks. Maar is dit eens dat dit baie makliker is om te verstaan wat dit is om die student as die gemiddelde student of hoërskool. En eerlik praat, daar is geen rede om die funksies van die term hoërskoolleerlinge verduidelik.

'N Kort geskiedenis van kinematika

Baie, baie jare gelede, die groot Aristoteles gewy die leeue-aandeel van sy vrye tyd om te studeer en die beskrywing van fisika as 'n afsonderlike wetenskap. In die besonder het hy op die kinematika, probeer om dit aan te bied om die hoofpunte en konsepte, een of ander gebruik in pogings om praktiese en selfs alledaagse take op te los manier. Aristoteles het die aanvanklike idee van wat die elemente van die kinematika van materiaal punt. Sy werk en geskrifte is baie waardevol vir die ganse mensdom. Tog, in sy gevolgtrekkings, dit het 'n groot aantal foute, en die saak is dat daar was 'n paar foute en foute. Werke van Aristoteles in sy tyd begin belangstel in ander wetenskaplikes - Galileo Galilei. Een van die fundamentele stellings deur Aristoteles na vore gebring, lees wat die liggaam beweging kom slegs in die geval as dit uitgevoer word 'n paar krag, bepaal deur die intensiteit en rigting. Galileo het bewys dat dit 'n fout. Krag sal die spoed instelling, maar nie meer beïnvloed. Die Italiaanse getoon dat die krag is die oorsaak van die versnelling, en dit kan net wedersyds daarmee wees. Galileo Galiley betaal ook baie aandag aan die studie van die proses van vrye val, bring die toepaslike wette. Waarskynlik almal onthou oor sy beroemde eksperimente, wat hy bestee aan die toring van Pisa. In sy werke, die basiese beginsels kinematiese oplossings gebruik en fisikus Ampere.

aanvanklike konsepte

Soos vroeër genoem, die kinematika van die verkenning van maniere om die beweging van geïdealiseerde voorwerpe beskryf. In die praktyk kan die fondamente wiskundige analise, gewone algebra en meetkunde toegepas word. Maar wat is die konsepte (hierdie konsep, en geen definisie en parametriese waardes) vorm die kern van hierdie subartikel van fisika? In die eerste plek almal moet duidelik verstaan dat die kinematika van translasie beweging van die materiaal punt mosie oorweeg uitgesluit mag prestasie. Dit wil sê, om die relevante probleme op te los, het ons nie die formules wat verband hou met krag nodig. Dit is nie beskou as kinematika, maak nie saak hoeveel van hulle daar is - een, twee, drie, selfs honderde duisende. Tog het die bestaan van versnelling nog bied. In 'n aantal wesenlike punt beweging kinematika probleme voorskryf bepaal versnelling waarde. Tog is die oorsake van hierdie verskynsel (dit wil sê, magte en hul natuur) nie oorweeg word, en is weggelaat.

klassifikasie

Ons het gevind dat die kinematika verken en geld metodes om die beweging van liggame beskryf, sonder inagneming van die kragte wat op hulle. Terloops, het hierdie taak doen vir die ander sub-meganika, wat dinamika genoem. Daar is reeds gebruik Newton se wette, wat toelaat dat in die praktyk om genoeg parameters te definieer met 'n klein aantal van bekende aanvanklike data. Basiese konsepte van kinematika van materiaal punt - dit is ruimte en tyd. En in verband met die ontwikkeling van die wetenskap in die algemeen en in die veld, was daar 'n vraag oor die toepaslikheid van so 'n kombinasie.

Van die begin af, was daar die klassieke kinematika. Ons kan sê dat dit is vreemd nie net die teenwoordigheid van beide temporale en ruimtelike gapings, maar hulle is onafhanklik van die keuse van 'n spesifieke verwysingsraamwerk. By the way, sal ons later daaroor praat. Nou, net verduidelik waaroor dit gaan. Ruimtelike interval in hierdie geval sal oorweeg word as 'n segment, tyd - interval. Dit blyk dat alles duidelik moet wees. Nou, sal hierdie gapings in ag geneem word in die klassieke kinematika absolute invariant, met ander woorde, onafhanklik van die oorgang van die een raam na 'n ander. Of besigheid relatiwistiese kinematika. Dit tussenposes wanneer skakel tussen verwysingsraamwerke kan wissel. Dit is wys om selfs sê dat hulle nie kan nie, en moet, waarskynlik. As gevolg van hierdie gelyktydigheid van twee ewekansige gebeure word ook relatief en is onderhewig aan spesiale oorweging. Dit is dus in die relatiwistiese kinematika van twee begrippe - ruimte en tyd - gekombineer in een.

Kinematika materiaal punt: spoed, versnelling, en ander waardes

Om ten minste 'n bietjie na die fisika van hierdie subartikel te verstaan, moet jy navigeer die belangrikste konsepte, weet definisies en verteenwoordig wat 'in die algemeen, die een of ander waarde. Niks ingewikkeld daaroor regtig, dit is baie maklik en eenvoudig. Oorweeg, miskien, om te begin met die basiese begrippe wat in die kinematika probleme.

beweging

Meganiese beweging, neem ons 'n proses waarin een of ander geïdealiseerde voorwerp verander sy posisie in die ruimte. In hierdie geval, kan ons sê dat die verandering is in verhouding tot ander liggame. Dit is nodig om in ag te neem van die feit dat op dieselfde tyd plaasvind en die vestiging van 'n spesifieke tyd interval tussen twee gebeurtenisse. Byvoorbeeld, sal dit moontlik wees om 'n sekere interval gevorm vir die tyd wat verloop het tussen die liggaam toe te ken kom van een posisie na 'n ander. Let ook op dat die liggaam en dus kan kommunikeer met mekaar, volgens die algemene wette van meganika. Dit is presies wat dikwels bedryf kinematika van materiaal punt. Die verwysingstelsel - die volgende konsep, wat onlosmaaklik gekoppel met dit.

koördinate

Hulle kan genoem word gewone data wat ons in staat stel om die posisie van die liggaam te bepaal op enige gegewe tydstip. Koördinate is onlosmaaklik verbind met die konsep van 'n verwysingstelsel en 'n koördineer rooster. In die meeste gevalle is 'n kombinasie van letters en nommers.

radiusvektor

Van die naam behoort dit duidelik te wees dat dit. Nietemin, laat ons meer daaroor praat nie. As 'n punt beweeg langs 'n pad, en ons weet die begin van 'n bepaalde verwysingsraamwerk, is dit moontlik om die posisievektor op enige gegewe tyd te hou. Hy sal saam met die aanvanklike posisie van die punt met die oombliklike of eindig.

pad

Dit sal 'n deurlopende lyn wat daar gelê is nie as gevolg van die beweging van 'n deeltjie in 'n gegewe verwysingsraamwerk genoem word.

Spoed (beide lineêre en hoek)

Hierdie waarde, wat kan vertel hoe vinnig die liggaam gaan deur 'n tydperk van afstand.

Versnelling (en hoekig en lineêre)

Dit dui onder watter wet en hoe intensief verander spoed instelling liggaam.

Miskien, hier is hulle - die belangrikste elemente van die kinematika van materiaal punt. Dit sal opgemerk word dat beide die snelheid en versnelling is vektorhoeveelhede. Dit beteken dat hulle 'n demonstrasie effek, maar ook 'n sekere rigting nie net het nie. By the way, kan hulle gerig word in een rigting en in die teenoorgestelde. In die eerste geval, sal die liggaam versnel in die tweede - te vertraag.

Die eenvoudigste take

Kinematika van 'n materiaal punt (spoed, versnelling en afstand wat byna die fundamentele konsepte) het nie eens die feit dat 'n groot aantal probleme, en baie van hulle in verskillende kategorieë. Kom ons probeer om 'n eenvoudige genoeg taak om die afstand wat die liggaam bepaal op te los.

Veronderstel die voorwaardes wat ons het op die hand, soos volg. Die motor bestuurder staan op die beginspan. Die operateur bied 'n visuele sein vlag en die motor neem dramaties af. Vas te stel of dit is 'n nuwe rekord in die kompetisie ruiters in staat sal wees, indien die afstand gelyk aan honderd meter, was eens die leier in 7.8 sekondes. Versnelling van die voertuig gelyk na 3 meter, gedeel deur die vierkant tweede.

So, hoe om 'n soortgelyke probleem op te los? Dit is baie interessant, as ons vereis nie "droog" die definisie van sekere parameters. Sy lag en draai 'n sekere situasie dat die proses oplossings en soek indekse diversifiseer. Maar wat ons voor moet gelei word, hoe om die taak te benader?

1. Kinematika van 'n materiaal punt behels die gebruik in die geval van versnelling.

2. Daar word aanvaar besluit met behulp van die afstand formule, omdat dit in die numeriese waarde toestande.

Ons los die probleem op alle maklik. Om hierdie afstand formule neem: S = VoT + (-) BY ^ 2/2. Wat is die betekenis? Ons moet weet hoeveel tyd sal aangewys racer afstand slaag, en dan vergelyk die indeks met 'n rekord om uit te vind wat hy hom sou klop of nie. Om dit te doen, ons hou eenkant tyd vir hom om die formule te kry: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Dit is niemand anders as die kwadratiese vergelyking. Maar die motor neem af, dit beteken dat die aanvanklike snelheid is gelyk aan 0. Wanneer die diskriminant vergelyking besluit sal gelyk wees aan 2400 moet verwyder word vir die wortel van die search tyd. Make-up vir die tweede desimale plek: 48,98. Ons vind die wortel van die vergelyking: 48,98 / 6 = 8.16 sekondes. Dit blyk dat die bestuurder nie sal in staat wees om die bestaande rekord te klop.