Kinematiikka materiaalin piste: peruskäsitteet, elementit

Aihe meidän tänään artikkeli on kinematiikka materiaalin pisteen. Mistä on kyse? Mitä käsitteet ovat siinä, ja mitä määritelmä olisi annettava tämä termi? Näitä ja monia muita kysymyksiä tänään ja yritämme vastata.

Käsitteen määrittelyssä

Kinematiikka aineellisesti ei ole mikään muu kuin fysiikan momentissa nimeltä "Mechanics". Hän puolestaan tutkii liikelait eri elimissä. Kinematiikka materiaalin pisteen myös mukana tässä tehtävässä, mutta se ei yleisesti. Itse asiassa tämä osa-osassa tarkastellaan menetelmiä, jotka kuvaavat liikettä elimissä. Tässä tutkimuksessa soveltuvat ainoastaan ns idealisoitu elin. Näitä ovat: materiaalin piste, jäykkä kappale ja ideaalikaasun. Mieti käsitteet yksityiskohtaisesti. Me kaikki tiedämme, koulusta, että materiaali piste kutsutaan ruumiin, jonka koko kussakin tilanteessa voidaan jättää huomiotta. Muuten, kinematiikka etenevää liikettä materiaalin pisteen alkaa ilmestyä ensimmäisen kerran seitsemännellä luokalla oppikirjoja fysiikan. Tämä on yksinkertaisin haara, joten aluksi tuttavuus tiedettä, sen avulla on kätevintä. Eri asia on, mitkä ovat elementtejä kinematiikka materiaalin pisteen. Ne ovat melko paljon, ja ne voidaan ehdollisesti jakaa useisiin tasoihin eri vaikeustasoa ymmärtää. Jos puhumme, esimerkiksi napavektoriinsa sitten periaatteessa sen määritelmä ei ole mitään liian monimutkaista. Kuitenkin sopia, että se on paljon helpompi ymmärtää se on opiskelijalle kuin keskimääräinen opiskelija tai lukiossa. Ja suoraan sanoen, ei tarvitse kertoa, mitä ominaisuuksia termin lukiolaisille.

Lyhyt historia kinematiikka

Monta, monta vuotta sitten, suuri Aristoteles omistettu leijonanosan hänen vapaa-aikaa opiskeluun ja kuvaaminen fysiikan omana tiedettä. Erityisesti hän työskenteli kinematiikka, yrittää esittää sen pääkohdat ja käsitteitä, tavalla tai toisella käytetään yrittäessään ratkaista käytännön ja jopa Arkiaskareetkin. Aristotle antoi alkuperäisen käsitys siitä, mitä ovat elementtejä kinematiikka materiaalin pisteen. Hänen työnsä ja kirjoituksensa ovat erittäin arvokkaita koko ihmiskunnalle. Kuitenkin päätelmissään, se teki huomattavan määrän virheitä, ja asia on, että joitakin virheitä ja virheitä. Teoksia Aristoteles aikansa kiinnostuivat muiden tutkijoiden - Galileo Galilei. Yksi perustavanlaatuinen theses esittämät Aristoteles, lukea, että kehon liike tapahtuu vain siinä tapauksessa, jos se on toiminut, kun jonkin verran voimaa, määritetään voimakkuuden ja suunnan. Galileo osoitti, että tämä on virhe. Voima vaikuttaa nopeusasetus, mutta ei enempää. Italian osoitti, että voima on syy kiihtyvyys, ja se voi olla vain keskenään sen kanssa. Galileo Galiley myös kiinnittänyt paljon huomiota tutkimuksen prosessi vapaassa pudotuksessa, jolloin asiaa koskevien lakien. Luultavasti kaikki muistavat hänen kuuluisan kokeiluja, jonka hän vietetty tornista. Teoksissaan perusasiat kinemaattisen käytetyt ratkaisut ja fyysikko Ampere.

alustava käsitteitä

Kuten aiemmin mainittiin, kinematiikka tutkia tapoja kuvata liikettä idealisoitu esineitä. Käytännössä, perusta voidaan soveltaa matemaattisen analyysin, tavallinen algebran ja geometrian. Mutta mitkä ovat käsitteitä (tätä käsitettä, eikä määrittely ja muuttujien arvot) ovat ytimessä tässä momentissa fysiikan? Ensinnäkin kaikkien pitäisi selvästi ymmärtää, että kinematiikka etenevää liikettä materiaalin pisteen liike harkitsee ilman valtaa suorituskykyä. Eli ratkaista asiaa ongelmia, emme tarvitse kaavat kytkeytyy valtaan. Sitä ei pidetä kinematiikkaan, riippumatta siitä, kuinka moni heistä on - yksi, kaksi, kolme, jopa satoja tuhansia. Kuitenkin, että on olemassa kiihtyvyyden mutta tarjoaa. Useissa materiaalin pisteen liikkeen kinematiikka ongelmia säädetään määrittää kiihtyvyys. Kuitenkin tämän ilmiön syitä (eli voimat ja niiden luonteesta) ei pidetä, ja on jätetty pois.

luokitus

Huomasimme, että kinematiikan tutkii ja soveltaa menetelmiä kuvaamaan liikettä elinten ottamatta huomioon voimat niihin. Muuten, tämä tehtävä on tehnyt muiden osa-mekaniikka, joka on nimeltään dynamiikkaa. Jo nyt käytetään Newtonin lait, jotka mahdollistavat käytännössä määritellä tarpeeksi parametreja pienellä joukolla tunnettuja lähtötietojen. Peruskäsitteet kinematiikka aineellisesti - se on tilaa ja aikaa. Ja siihen liittyen tieteen kehitystä yleensä ja kentällä, oli kysymys tarkoituksenmukaisuutta tällaisen yhdistelmän.

Alusta alkaen oli klassisen kinematiikan. Voimme sanoa, että se ei erikoinen paitsi läsnäolo sekä ajallinen ja paikallinen puutteita, mutta ne ovat riippumattomia valinnasta tietyn viitekehyksen. Muuten, me puhumme myöhemmin. Nyt vain selittää, mistä on kyse. Spatial aikaväli tässä tapauksessa katsotaan segmentin, aika - aikaväli. Näyttää siltä, että kaiken pitäisi olla selvää. Nyt, nämä aukot pidetään klassisen kinematiikan absoluuttinen muuttumattomia, toisin sanoen, riippumatta siirtyminen yhdestä kehyksestä toiseen. Onko liike relativistinen kinematiikka. Se tervalleilla vaihdettaessa viite kehykset voivat vaihdella. On viisasta jopa sanoa, että he eivät voi, ja olisi luultavasti. Tämän vuoksi samanaikaisuuden kaksi satunnaisia tapahtumia tulee myös suhteellisen ja edellyttää erityistä huomiota. Se on siis relativistisessa kinematiikka kaksi käsitettä - tilaa ja aikaa - on yhdistetty yhdeksi.

Kinematiikka materiaali kohta: nopeus, kiihtyvyys, ja muut arvot

Ainakin hieman ymmärtää fysiikka tässä momentissa, sinun täytyy kulkea tärkeimmät käsitteet, tietävät määritelmät ja edustavat, mitkä ovat yleisesti yksi tai muu arvo. Mikään monimutkaista siitä todella, se on hyvin helppoa ja yksinkertaista. Mieti, ehkä aluksi peruskäsitteet käytetty kinematiikan ongelmia.

liike

Mekaaninen liike, oletamme prosessi, jossa yhden tai toisen idealisoitu esine vaihtaa asentoaan avaruudessa. Tässä tapauksessa voidaan sanoa, että muutos on suhteessa muihin elimiin. On otettava huomioon, että samaan aikaan tapahtuu ja perustaa erityinen aikaväli kahden tapahtuman välillä. Esimerkiksi, on mahdollista varata tietty aikaväli, jotka on muodostettu välillä kulunut aika elin tuli yhdestä asennosta toiseen. Huomaa myös, että kehon ja siten voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, mukaan yleisen mekaniikan lait. Tämä on juuri sitä, mitä usein toimii kinematiikka aineellisesti. Vertailujärjestelmä - seuraavat konseptin, joka liittyy erottamattomasti sitä.

koordinaatit

Ne voidaan kutsua tavallisia tietoja, joiden avulla voimme määrittää kehon asennon tiettynä ajankohtana. Koordinaatit ovat erottamattomasti sidoksissa käsitteeseen referenssijärjestelmän ja koordinaattiruudukko. Useimmissa tapauksissa ovat yhdistelmä kirjaimia ja numeroita.

napavektoriinsa

Nimestä pitäisi olla selvää, että se on. Kuitenkin puhutaan siitä lisää. Jos piste liikkuu pitkin polkua, ja tiedämme alussa tietyn viitekehyksen, on mahdollista pitää kantaa vektori kulloinkin. Hän liittyy alkuperäiseen asentoon pisteen kanssa hetkellinen tai rajallinen.

polku

Sitä kutsutaan jatkuva linja, joka on kirjattu seurauksena liikkeen hiukkasen tietyn viitekehyksen.

Nopeus (sekä lineaarinen ja kulma)

Tämä arvo, joka voi kertoa, kuinka nopeasti kehon menee läpi ajan etäisyyttä.

Kiihtyvyys (ja kulmikas ja lineaarinen)

Se osoittaa minkä lain nojalla ja miten intensiivisesti vaihtaa nopeudelle elin.

Ehkä tässä ne ovat - pääkohdat kinematiikka materiaalin pisteen. On huomattava, että sekä nopeus ja kiihtyvyys ovat vektorisuureita. Tämä tarkoittaa, että ne eivät vain ole osoitus vaikutus, vaan myös tiettyyn suuntaan. Muuten, ne voidaan ohjata yhteen suuntaan ja vastakkaiseen. Ensimmäisessä tapauksessa, keho kiihtyy toisessa - hidastaa.

Yksinkertaisin tehtävät

Kinematiikka materiaalin pisteen (nopeus, kiihtyvyys ja etäisyys, joka on lähes peruskäsitteitä) ei ole edes sitä, että valtava määrä ongelmia, ja paljon niitä eri luokkiin. Yritetään ratkaista riittävän yksinkertainen tehtävä määrittää kuljetun matkan elimistöön.

Oletetaan edellytykset, että meillä on käsillä, seuraavasti. Auton kuljettaja seisoo lähtöviivalla. Operaattori tarjoaa visuaalisen merkkilippu ja auto lähtee dramaattisesti. Onko kyseessä uusi ennätys kilpailun ratsastajat voi, jos etäisyys on yhtä suuri sata metriä, oli kerran johtava 7,8 sekunnissa. Ajoneuvon kiihtyvyys otetaan yhtä suuri kuin 3 metriä, jaettuna neliön toinen.

Joten, miten ratkaista samanlainen ongelma? On varsin mielenkiintoista, kun eivät saa "kuiva" määritelmä tiettyjen parametrien. Hän kirkastui ja muuttuu tietyssä tilanteessa, joka monipuolistaa prosessiratkaisuja ja hakuindekseihin. Mutta mitä meidän pitäisi ohjata ennen, miten lähestyä tehtävää?

1. kinematiikka materiaalin piste liittyy käytön tapauksessa kiihtyvyys.

2. Oletetaan päätös käyttäen etäisyyttä kaavaa, koska se näkyy numeerinen arvo olosuhteissa.

Me ratkaista ongelma ollenkaan helppoa. Ottaa tämä etäisyys on kaava: S = vot + (-) AT ^ 2/2. Mitä on tarkoitettu? Meidän täytyy tietää, kuinka paljon aikaa menee ohi kilpailija nimetty matkan, ja vertaa sitten indeksi ennätys selvittää hän hakkasi häntä vai ei. Voit tehdä tämän, meillä varattu aika hänen saada kaavaa: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Tämä ei ole mikään muu kuin toisen asteen yhtälön. Mutta auto otetaan pois, se tarkoittaa, että ensimmäinen nopeus on yhtä suuri kuin 0. Kun erotteluanalyysi yhtälö päätös on yhtä suuri kuin 2400 on irrotettava juuri hakuaikaa. Täytetään kahden desimaalin tarkkuudella: 48,98. Löydämme juuri yhtälön: 48,98 / 6 = 8,16 sekuntia. On käynyt ilmi, että kuljettaja ei pysty voittamaan olevan ennätyksen.