Historia kinematyki, zasady, wzory, ćwiczenia

1294
Basil Manning
Historia kinematyki, zasady, wzory, ćwiczenia

Plik kinematyka Jest to obszar fizyki (a dokładniej mechanika klasyczna), który zajmuje się badaniem ruchu ciał bez uwzględnienia jego przyczyn. Koncentruje się na badaniu trajektorii ciał w czasie poprzez wykorzystanie wielkości, takich jak przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie.

Niektóre z zagadnień objętych kinematyką to prędkość, z jaką porusza się pociąg, czas potrzebny na dotarcie autobusu do celu, przyspieszenie, jakiego potrzebuje samolot w momencie startu, aby osiągnąć prędkość niezbędną do startu, m.in.

W tym celu kinematyka wykorzystuje układ współrzędnych, który umożliwia opis trajektorii. Ten przestrzenny układ współrzędnych nazywany jest układem odniesienia. Działem fizyki zajmującym się badaniem ruchów z uwzględnieniem ich przyczyn (sił) jest dynamika.

Indeks artykułów

  • 1 Historia
    • 1.1 Wkład Pierre'a Varignona
  • 2 Czego się uczysz?
  • 3 Zasady
  • 4 Wzory i równania
    • 4.1 Prędkość
    • 4.2 Przyspieszenie
    • 4.3 Jednolity ruch prostoliniowy
    • 4.4 Równomiernie przyspieszony ruch prostoliniowy
  • 5 Ćwiczenie rozwiązane
  • 6 Odnośniki

Fabuła

Etymologicznie, słowo kinematyka wywodzi się z greckiego terminu κινηματικος (kynēmatikos), co oznacza ruch lub przemieszczenie. Nic dziwnego, że pierwszy zapis badań nad ruchem pochodzi od greckich filozofów i astronomów.

Jednak dopiero w XIV wieku pojawiły się pierwsze koncepcje kinematyki, które wpisuje się w doktrynę intensywności form czy teorię obliczeń (obliczenia). Te odkrycia dokonali naukowcy William Heytesbury, Richard Swineshead i Nicolás Oresme.

Później, około roku 1604, Galileo Galilei przeprowadził swoje badania nad ruchem swobodnego spadania ciał i sfer na pochyłych płaszczyznach.

Galileo był między innymi zainteresowany zrozumieniem, w jaki sposób poruszają się planety i pociski armatnie.

Wkład Pierre'a Varignona

Uważa się, że początek współczesnej kinematyki nastąpił wraz z prezentacją Pierre'a Varignona w styczniu 1700 roku w Królewskiej Akademii Nauk w Paryżu..

W tej prezentacji podał definicję pojęcia przyspieszenia i zademonstrował, jak można je wydedukować z prędkości chwilowej, używając tylko rachunku różniczkowego..

W szczególności termin kinematyka został wymyślony przez André-Marie Ampère, który określił zawartość kinematyki i umieścił ją w dziedzinie mechaniki..

Wreszcie, wraz z opracowaniem przez Alberta Einsteina teorii szczególnej teorii względności, rozpoczął się nowy okres; to tak zwana kinematyka relatywistyczna, w której przestrzeń i czas nie mają już charakteru absolutnego.

Co studiujesz?

Kinematyka skupia się na badaniu ruchu ciał bez analizowania jego przyczyn. W tym celu wykorzystuje ruch punktu materialnego jako idealną reprezentację ciała w ruchu..

Początek

Ruch ciał badany jest z punktu widzenia obserwatora (wewnętrznego lub zewnętrznego) w ramach układu odniesienia. Tak więc kinematyka matematycznie wyraża, w jaki sposób ciało porusza się od zmiany współrzędnych pozycji ciała w czasie.

W ten sposób funkcja, która pozwala wyrazić trajektorię ciała, zależy nie tylko od czasu, ale także od prędkości i przyspieszenia..

W mechanice klasycznej przestrzeń jest traktowana jako przestrzeń absolutna. Jest to zatem przestrzeń niezależna od ciał materialnych i ich przemieszczania się. Uważa również, że wszystkie prawa fizyczne są spełnione w dowolnym regionie przestrzeni..

W ten sam sposób mechanika klasyczna uważa, że ​​czas jest absolutnym czasem, który płynie w ten sam sposób w dowolnym obszarze przestrzeni, niezależnie od ruchu ciał i wszelkich zjawisk fizycznych, które mogą wystąpić..

Wzory i równania

Prędkość

Prędkość to wielkość, która umożliwia odniesienie przebytej przestrzeni i czasu jej wykorzystania. Prędkość można uzyskać, wyprowadzając położenie względem czasu.

v = ds / dt

W tym wzorze s oznacza położenie ciała, v to prędkość ciała, at to czas.

Przyśpieszenie

Przyspieszenie to wielkość, która umożliwia powiązanie zmiany prędkości z czasem. Przyspieszenie można uzyskać wyprowadzając prędkość względem czasu.

a = dv / dt

W tym równaniu a reprezentuje przyspieszenie poruszającego się ciała.

Jednolity ruch linii

Jak sama nazwa wskazuje, jest to ruch, w którym ruch odbywa się w linii prostej. Ponieważ jest jednostajny, jest to ruch, w którym prędkość jest stała, a zatem przyspieszenie wynosi zero. Równanie ruchu jednostajnego prostoliniowego jest następujące:

s = s0 + v / t

W tym wzorze s0 reprezentuje pozycję wyjściową.

Równomiernie przyspieszony ruch prostoliniowy

Znowu jest to ruch, w którym ruch odbywa się w linii prostej. Ponieważ jest jednostajnie przyspieszany, jest to ruch, w którym prędkość nie jest stała, ponieważ zmienia się w wyniku przyspieszenia. Równania jednostajnie przyspieszonego ruchu prostoliniowego są następujące:

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + v0 ∙ t + 0,5 ∙ a tdwa

W tych w0 jest prędkością początkową, a a jest przyspieszeniem.

Ćwiczenie rozwiązane

Równanie ruchu ciała wyraża się następującym wyrażeniem: s (t) = 10t + tdwa. Określać:

a) Rodzaj ruchu.

Jest to ruch jednostajnie przyspieszony, ponieważ ma stałe przyspieszenie 2 m / sdwa.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / sdwa

b) Pozycja 5 sekund po rozpoczęciu ruchu.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5dwa= 75 m

c) prędkość, gdy upłynęło 10 sekund od rozpoczęcia ruchu.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Czas potrzebny do osiągnięcia prędkości 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Bibliografia

  1. Resnik, Halliday i Krane (2002). Fizyka Tom 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Elementy mechaniki, w tym kinematyka, kinetyka i statyka. E i FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematyka". Systemy mechaniczne, modele klasyczne: mechanika cząstek. Skoczek.
  4. Kinematyka. (b.d.) W Wikipedii. Pobrane 28 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
  5. Kinematyka. (b.d.) W Wikipedii. Pobrane 28 kwietnia 2018 r. Z en.wikipedia.org.

Jeszcze bez komentarzy