Wat is kinematika? Dit is 'n subveld van meganika wat die wiskundige en meetkundige metodes bestudeer om die beweging van geïdealiseerde voorwerpe te beskryf. Hulle val in verskeie kategorieë. Die onderwerp van vandag se artikel sal aspekte wees wat op een of ander manier verband hou met die konsep van "puntkinematika". Ons sal baie onderwerpe dek, maar ons sal begin met die mees fundamentele konsepte en verduidelikings van hul toepassing in hierdie area.
Watter voorwerpe word beskou?
As kinematika 'n tak van fisika is wat bestudeer hoe om die beweging van liggame in ruimtes van verskillende groottes te beskryf, dan moet jy met die liggame self werk, reg? Om vinnig te verstaan wat op die spel is, kan jy 'n multimediales vind wat vir studente ontwerp is. Kinematika is oor die algemeen maklik om te verstaan, as jy die basiese beginsels daarvan verstaan. Wanneer jy met hulle kennis maak, sal jy agterkom dat daar in die teorie inligting is dat hierdie tak van fisika die bewegingswette van materiële voorwerpe bestudeer.punte. Let op hoe die definisie van voorwerpe veralgemeen word. Aan die ander kant is materiële punte nie die enigste voorwerpe wat deur kinematika beskou word nie. Hierdie tak van fisika bestudeer die beginsels van beweging van beide absoluut rigiede liggame en ideale vloeistowwe. Dikwels word al hierdie drie konsepte in een gekombineer, deur bloot "geïdealiseerde voorwerpe" te sê. Idealisering in hierdie geval is nodig vir die konvensies van berekeninge en die afwyking van moontlike sistematiese foute. As jy na die definisie van 'n wesenlike punt kyk, sal jy opmerk dat die volgende daaroor geskryf is: dit is 'n liggaam waarvan die afmetings in die ooreenstemmende situasie afgeskeep kan word. Dit kan soos volg verstaan word: in vergelyking met die afstand wat afgelê is, is die lineêre afmetings van die voorwerp weglaatbaar.
Wat word gebruik om te beskryf?
Soos vroeër genoem, is kinematika 'n onderafdeling van meganika wat bestudeer hoe om die beweging van 'n punt te beskryf. Maar as dit so is, beteken dit dat sommige fundamentele konsepte en beginsels, soos aksiomatiese, nodig is om sulke bewerkings uit te voer? Ja. En in ons geval is hulle. Eerstens, in kinematika is dit 'n reël om probleme op te los sonder om terug te kyk na die kragte wat op 'n materiële punt inwerk. Ons weet almal baie goed dat 'n liggaam sal versnel of vertraag as 'n sekere krag daarop inwerk. En kinematika is die onderafdeling wat jou toelaat om met versnelling te werk. Die aard van die opkomende magte word egter nie hier oorweeg nie. Om die beweging te beskryf, word metodes van wiskundige analise, lineêre en ruimtelike meetkunde gebruik, enook algebra. Koördinaatroosters en die koördinate self speel ook 'n sekere rol. Maar ons sal 'n bietjie later hieroor praat.
Skeppingsgeskiedenis
Die eerste werke oor kinematika is saamgestel deur die groot wetenskaplike Aristoteles. Dit was hy wat van die fundamentele beginsels van hierdie bedryf gevorm het. En al het sy werke en gevolgtrekkings 'n aantal foutiewe opinies en besinning bevat, is sy werke steeds van groot waarde vir moderne fisika. Aristoteles se werke is daarna deur Galileo Galilei bestudeer. Hy het die bekende eksperimente met die Leunende Toring van Pisa uitgevoer toe hy die wette van die proses van vrye val van 'n liggaam ondersoek het. Nadat hy alles binne en buite bestudeer het, het Galileo Aristoteles se refleksies en gevolgtrekkings aan harde kritiek onderwerp. As laasgenoemde byvoorbeeld geskryf het dat krag die oorsaak van beweging is, het Galileo bewys dat krag die oorsaak van versnelling is, maar nie dat die liggaam sal optel en begin beweeg en beweeg nie. Volgens Aristoteles kon 'n liggaam slegs spoed verkry wanneer dit aan 'n sekere krag onderwerp word. Maar ons weet dat hierdie mening foutief is, aangesien daar 'n eenvormige translasiebeweging is. Dit word weereens bewys deur die formules van kinematika. En ons gaan aan na die volgende vraag.
Kinematics. Fisika. Basiese konsepte
Daar is 'n aantal fundamentele beginsels en definisies in hierdie afdeling. Kom ons begin met die hoof een.
Meganiese beweging
Waarskynlik, vanaf die skoolbank probeer ons die idee lê van wat as 'n meganiese beweging beskou kan word. Ons hanteer dit daagliks, uurliks, elke sekonde. Ons sal meganiese beweging beskou as 'n proses wat oor tyd in die ruimte plaasvind, naamlik 'n verandering in die posisie van 'n liggaam. Terselfdertyd word relatiwiteit dikwels op die proses toegepas, dit wil sê hulle sê dat die posisie van byvoorbeeld die eerste liggaam verander het relatief tot die posisie van die tweede. Kom ons verbeel ons dat ons twee motors by die wegspringlyn het. Die geesdrif van die operateur of die ligte brand – en die motors styg. Heel aan die begin is daar reeds 'n verandering van posisie. Boonop kan jy lank en vervelig hieroor praat: oor 'n mededinger, oor die wegspringlyn, oor 'n vaste toeskouer. Maar miskien is die idee duidelik. Dieselfde kan gesê word van twee mense wat óf in een rigting óf in verskillende rigtings gaan. Die posisie van elkeen van hulle relatief tot die ander verander op elke oomblik van tyd.
Verwysingstelsel
Kinematika, fisika - al hierdie wetenskappe gebruik so 'n fundamentele konsep as verwysingsraamwerke. Trouens, dit speel 'n baie belangrike rol en word feitlik oral in praktiese probleme gebruik. Nog twee belangrike komponente kan met die verwysingsraamwerk verbind word.
Koördineerrooster en koördinate
Laasgenoemde is niks meer as 'n versameling syfers en letters nie. Deur sekere logiese instellings te gebruik, kan ons ons eie saamstel'n eendimensionele of tweedimensionele koördinaatrooster, wat ons in staat sal stel om die eenvoudigste probleme op te los om die posisie van 'n materiële punt oor 'n gegewe tydperk te verander. Gewoonlik, in die praktyk, word 'n tweedimensionele koördinaatrooster gebruik met die asse X ("x") en Y ("y"). In driedimensionele ruimte voeg dit die Z-as ("z") by, en in eendimensionele ruimte is slegs X teenwoordig. Artilleriste en verkenners werk dikwels met koördinate. En vir die eerste keer kom ons hulle teë op laerskool, wanneer ons segmente van 'n sekere lengte begin teken. Graduering is immers niks meer as die gebruik van koördinate om die begin en einde aan te dui nie.
Kinematics Graad 10. Hoeveelhede
Die hoofhoeveelhede wat gebruik word om probleme oor die kinematika van 'n materiaalpunt op te los, is afstand, tyd, spoed en versnelling. Kom ons praat in meer detail oor die laaste twee. Beide hierdie hoeveelhede is vektore. Met ander woorde, hulle het nie net 'n numeriese aanwyser nie, maar ook 'n sekere voorafbepaalde rigting. Die beweging van die liggaam sal plaasvind in die rigting waarin die snelheidsvektor gerig is. Terselfdertyd moet 'n mens nie van die versnellingsvektor vergeet as ons 'n geval van ongelyke beweging het nie. Versnelling kan in dieselfde rigting of in die teenoorgestelde rigting gerig word. As hulle mede-gerig word, sal die liggaam vinniger en vinniger begin beweeg. As hulle teenoorgesteld is, sal die voorwerp stadiger word totdat dit stop. Daarna, in die teenwoordigheid van versnelling, sal die liggaam die teenoorgestelde spoed verkry, dit wil sê, dit sal in die teenoorgestelde rigting beweeg. Dit alles in die praktyk word baie, baie duidelik deur kinematika getoon. graad 10 is net ditdie tydperk wanneer hierdie afdeling van fisika voldoende geopenbaar word.
Formules
Kinematica-formules is redelik eenvoudig vir uitset en vir memorisering. Byvoorbeeld, die formule vir die afstand wat 'n voorwerp in 'n gegewe tyd aflê is soos volg: S=VoT + aT^2/2. Soos ons kan sien, het ons aan die linkerkant net dieselfde afstand. Aan die regterkant kan jy die aanvanklike spoed, tyd en versnelling vind. Die plusteken is slegs voorwaardelik, aangesien versnelling 'n negatiewe skalaarwaarde kan aanneem tydens die proses van voorwerpvertraging. Oor die algemeen impliseer die kinematika van beweging die bestaan van een tipe spoed, ons sê voortdurend "aanvanklike", "finale", "oombliklike". Oombliklike spoed verskyn op 'n sekere tydstip. Maar na alles, as jy so dink, dan is die finale of aanvanklike komponente niks anders as die besondere manifestasies daarvan nie, reg? Die onderwerp "Kinematica" is seker 'n gunsteling onder skoolkinders, want dit is eenvoudig en interessant.
Voorbeelde van probleme
In die eenvoudigste kinematika is daar hele kategorieë van baie verskillende take. Almal van hulle is op een of ander manier verbind met die beweging van 'n materiële punt. Byvoorbeeld, in sommige is dit nodig om die afstand te bepaal wat die liggaam in 'n sekere tyd afgelê het. In hierdie geval kan parameters soos aanvanklike snelheid en versnelling bekend wees. Of dalk sal die student 'n taak kry, wat net sal bestaan uit die behoefte om die versnelling van die liggaam uit te druk en te bereken. Kom ons neem 'n voorbeeld. Die motor begin vanaf 'n statiese posisie. Watter afstand sal hy oor 5 sekondes kan aflê as sy versnelling drie meter is,gedeel deur 'n tweede kwadraat?
Om hierdie probleem op te los, benodig ons die formule S=VoT + by^2/2. Ons vervang bloot die beskikbare data daarin. Dis versnelling en tyd. Let daarop dat die term Vot na nul gaan, aangesien die beginsnelheid nul is. Dus kry ons 'n numeriese antwoord van 75 meter. Dis dit, probleem opgelos.
Results
Ons het dus die fundamentele beginsels en definisies uitgepluis, 'n voorbeeld van 'n formule gegee en oor die geskiedenis van die skepping van hierdie onderafdeling gepraat. Kinematika, waarvan die konsep in die sewende graad in fisika-lesse bekendgestel word, word voortdurend verbeter binne die raamwerk van die relativistiese (nie-klassieke) afdeling.
