Kinematika hmotného bodu: základné pojmy, prvky

Témou nášho dnešného článku budú kinematika hmotného bodu. Čo je to všetko znamená? Čo sa koncepcia objavujú v ňom, a to definícia by mala byť venovaná tento termín? Tieto a mnohé ďalšie otázky dnes a my sa pokúsime odpovedať.

vymedzenie pojmu

Kinematika materiál bod nie je nikto iný ako fyzika odseku nazvanom "mechanika". Ona zase študuje zákony pohybu rôznych orgánov. Kinematika hmotného bodu je tiež zapojený do tejto úlohy, ale to nie je vo všeobecnej rovine. V skutočnosti je to sub-oddiel skúma metódy, ktoré popisujú pohyb telies. V tejto štúdii sú vhodné iba pre tzv idealizované telo. Medzi ne patria: podstatný bod, že pevné teleso a ideálny plyn. Zvážiť poňatie v detaile. Všetci vieme, zo školy, že materiál bod sa nazýva telo, ktorého veľkosť sa v akejkoľvek danej situácii možno zanedbať. Mimochodom, je kinematika translačného pohybu hmotného bodu sa začína objavovať prvýkrát v siedmej triede učebniciach fyziky. Jedná sa o najjednoduchší vetva, takže začať známosť s vedou, s jej pomocou je najpohodlnejšia. Samostatnou otázkou je, aké sú prvky kinematiky hmotného bodu. Oni sú celkom dosť, a oni môžu byť podmienečne rozdeliť do niekoľkých úrovní s rôznou obtiažnosťou pochopiť. Ak budeme hovoriť napríklad polomer vektor, potom v zásade vo svojej definícii nie je nič neúmerne zložitý. Avšak, sa zhodujú, že je oveľa ľahšie pochopiť, že je študentom ako priemerný študent alebo vysokej škole. A úprimne povedané, nie je potrebné vysvetľovať črty stredoškolákov termíne.

Stručná história kinematiky

Pred mnohými a mnohými rokmi, veľký Aristoteles venoval leví podiel svojho voľného času študovania a popisovať fyziku ako samostatná veda. Najmä pôsobil na kinematiku a snažil sa ju predstaviť hlavné body a pojmov, tým či oným spôsobom používa v snahe riešiť praktické a dokonca aj svetské úlohy. Aristoteles dal počiatočné predstavu o tom, aké sú prvky kinematiky hmotného bodu. Jeho práce a spisy sú veľmi cenné pre celé ľudstvo. Avšak vo svojich záveroch, že vynaložila značné množstvo chýb, a vec je, že tam boli niektoré chyby a omyly. Diela Aristotela vo svojej dobe sa začal zaujímať o ďalších vedcov - Galileo Galilei. Jedným zo základných prác predložených Aristotleem, čítať, že pohyb tela dochádza len v prípade, ak je pôsobí nejakú silou, určuje intenzity a smeru. Galileo ukázala, že sa jedná o omyl. Sila bude mať vplyv na nastavenie rýchlosti, ale nič viac. Talianska ukázalo, že sila je príčinou zrýchlenia, a to môže byť len vzájomne s ním. Galileo Galilei tiež značnú pozornosť na štúdium procesu voľného pádu, čím príslušné zákony. Asi každý si pamätá o jeho slávnych experimentov, ktoré strávil u veže v Pise. Vo svojich prácach, základy kinematickej riešenie používa aj fyzik ampér.

počiatočnej koncepcie

Ako už bolo spomenuté predtým, kinematika skúma spôsoby, ako opísať pohyb ideálnych objektov. V praxi môžu byť použité základy matematickej analýzy, obyčajné algebry a geometrie. Ale aké sú pojmy (tento pojem, a žiadna definícia a hodnoty ukazovateľov), sú v centre tohto odseku fyziky? Po prvé, každý by mal jasne pochopiť, že kinematika translačný pohyb hmotného bodu pohybu s ohľadom na vylúčenie kvalitu napájania. To znamená, že na vyriešenie príslušných problémov, nepotrebujeme vzorcov spojených s výkonom. Nepovažuje sa za kinematiky, bez ohľadu na to, koľko ich je - jeden, dva, tri, dokonca státisíce. Avšak, existencia zrýchlenie pritom poskytuje. V rade materiálových bodových pohybové kinematiky problémov predpisuje stanovenie hodnoty zrýchlenia. Avšak, príčiny tohto javu (tj, síl a ich povahy), nie sú považované za, a sú vynechané.

klasifikácia

Zistili sme, že kinematika skúma a používa metódy na opis pohybu telies bez ohľadu na sily pôsobiace na ne. Mimochodom, táto úloha bol robí pre ostatných čiastkové mechaniky, ktorá sa nazýva dynamiku. Už sa používajú Newtonove zákony, ktoré umožňujú v praxi stanoviť dostatočný počet parametrov s malým počtom známych vstupných dát. Základné pojmy kinematiky hmotného bodu - to je priestor a čas. A v súvislosti s rozvojom vedy všeobecne a v oblasti, vyvstala otázka o vhodnosti takejto kombinácie.

Od začiatku, tam bolo klasické kinematika. Dá sa povedať, že je to zvláštne nielen prítomnosť oboch časových a priestorových medzier, ale sú nezávislé na voľbe konkrétneho referenčného rámca. Mimochodom, budeme hovoriť neskôr. Teraz, len vysvetliť, čo to je. Odstup v tomto prípade považovať za segmentu, čas - intervalu. Zdá sa, že všetko by malo byť jasné. Teraz sa tieto medzery považovať v klasických kinematiky absolútnej nemenných, inými slovami, nezávisle na prechode z jedného rámu do druhého. Či obchodný relativistické kinematiky. To intervaloch pri prepínaní medzi vzťažných sústavách sa môžu líšiť. Je múdre, aby sa dokonca povedať, že to nie je možné, a mal by pravdepodobne. Kvôli tomuto simultánnosti dvoch náhodných udalostí sa tiež stáva relatívne a je predmetom osobitného zreteľa. Je preto v relativistické kinematiky dvoch konceptov - priestor a čas - sa zlúčia do jednej.

Kinematika materiál bod: rýchlosť, zrýchlenie, a ďalšie hodnoty

Aspoň trochu pochopiť fyziku tohto odseku, je potrebné prejsť na najdôležitejšie pojmy, viem definície a predstavujú to, čo predstavuje vo všeobecnej rovine, jednou alebo druhou hodnotu. Nič zložitého to naozaj, je to veľmi ľahké a jednoduché. Zvážiť, možno, začne so základnými pojmami používané v problematike kinematika.

pohyb

Mechanický pohyb, budeme predpokladať, proces, v ktorom jeden alebo iný idealizovaný objekt mení svoju pozíciu vo vesmíre. V tomto prípade môžeme povedať, že zmena je vo vzťahu k ostatným orgánom. Je potrebné vziať do úvahy skutočnosť, že súčasne dochádza aj vytvorenie určitého časového intervalu medzi dvoma udalosťami. Napríklad bude možné prideliť určitý interval vytvorený na dobu, ktorá uplynula medzi telom prišiel z jednej polohy do druhej. Všimnite si tiež, že telo a môžu tak na seba vzájomne pôsobia, v súlade so všeobecnými zákonmi mechaniky. To je presne to, čo sa často operuje kinematiky hmotného bodu. Referenčný systém - nasledujúce koncept, ktorý je neoddeliteľne spojený s ním.

súradnice

Môžu byť nazývaný bežné údaje, ktoré nám umožnia určiť polohu tela v danom časovom okamihu. Súradnice sú neoddeliteľne spojené s pojmom referenčného systému a súradnicovej siete. Vo väčšine prípadov sú kombináciou písmen a číslic.

radius vector

Z názvu by malo byť jasné, že to je. Avšak, poďme hovoriť o tom viac. Ak je bod sa pohybuje pozdĺž cesty, a vieme, že začiatok určitého referenčného rámca, je možné udržať vektor pozície v danom okamihu. Ten sa pripojí počiatočné polohu bodu s okamžitý alebo konečný.

cesta

To sa bude nazývať kontinuálne línii, ktorý je položený v dôsledku pohybu častice v danej referenčný rámec.

Rýchlosť (ako lineárne, tak uhlové)

Táto hodnota, ktorá môže povedať, ako rýchlo telo prechádza obdobím vzdialenosti.

Zrýchlenie (a uhlové a lineárne)

Znamená to, za akých právnych predpisov ao tom, ako intenzívne sa zmení nastavenie rýchlosti telo.

Možno, že tu sú - hlavné prvky kinematiky hmotného bodu. Je potrebné poznamenať, že ako rýchlosť a zrýchlenie sú vektorové veličiny. To znamená, že to nie je len mať demonštračný efekt, ale aj určitý smer. Mimochodom, môžu byť zameraná v jednom smere a v opačnom. V prvom prípade bude teleso sa zrýchlil v druhom - spomaliť.

najjednoduchšie úlohy

Kinematika hmotného bodu (rýchlosť, zrýchlenie a vzdialenosť, ktorá je takmer základné pojmy) nemá ani skutočnosť, že obrovské množstvo problémov, a mnoho z nich v rôznych kategóriách. Skúsme vyriešiť dostatočne jednoduchá úloha určiť vzdialenosť prejdená v tele.

Predpokladajme, že podmienky, ktoré máme po ruke, a to nasledovne. Vodič auto stojí na štartovej čiare. Prevádzkovateľ poskytuje vizuálne vlajku signálu a auto štartuje dramaticky. Určiť, či ide o nový rekord v jazdci súťažných budú môcť, ak je vzdialenosť rovnajúcu sa sto metrov, kedysi vedúci na 7,8 sekundy. Zrýchlenie vozidla vziať rovno 3 metre, delená druhou sekundu.

Tak, ako riešiť podobný problém? Je celkom zaujímavé, pretože sme boli viazaní "vyschnúť" definícia niektorých parametrov. Rozžiarila a otáča určitú situáciu, ktorá diverzifikuje procesných riešení a vyhľadávacie indexy. Ale čo by sme sa mali riadiť skôr, ako pristupovať k úlohe?

1. Kinematika hmotného bodu tvoria použitie v prípade zrýchlenia.

2. Predpokladá sa, rozhodnutie uplatňuje vzdialenosť vzorec, pretože sa zdá, v podmienkach numerickej hodnoty.

Riešime problém vôbec jednoduché. Ak chcete táto vzdialenosť vzorec: S = Vot + (-) AT ^ 2/2. Čo to má znamenať? Musíme vedieť, koľko času prejde pretekár určený vzdialenosť, a potom porovnať index so záznamom, aby zistil, že ho porazí, alebo nie. K tomu, aby sme si vyhradili čas na to, aby ten vzorec: at ^ 2 + 2VoT - 2S. To nie je nikto iný ako kvadratické rovnice. Ale voz štartuje, to znamená, že počiatočná rýchlosť je rovná 0. Keď diskriminačné rozhodnutie rovnica bude rovnať 2400 musia byť odstránené pre koreň času vyhľadávania. Doplní sa na dve desatinné miesta: 48.98. Zistili sme, koreň rovnice: 48.98 / 6 = 8,16 sekúnd. Ukazuje sa, že vodič nebude schopný poraziť existujúce rekord.