Ce este cinematica? Secțiunea de mecanică, care studiază descrierea matematică a mișcării corpurilor idealizate

Ce este cinematica? Prin definirea sa, pentru prima oară, elevii de liceu din lecțiile fizice încep să se familiarizeze. Mecanica (cinematica este una din secțiunile sale) constituie ea însăși cea mai mare parte a acestei științe. De obicei, este prezentat elevilor mai întâi în manuale. Așa cum am spus, cinematica este o subsecțiune a mecanicii. Dar, din moment ce este vorba de ea, să vorbim despre asta mai detaliat.

Mecanica ca parte a fizicii

ce este cinematica

Cuvântul „inginerul“ are origini grecești și se traduce literal ca arta de mașini de construcții. În fizică, este considerată a fi o secțiune care examinează mișcarea așa-numitelor corpuri materiale de contact în diferite intervale de spații (de exemplu, mișcarea poate avea loc în același plan, în grila convențională sau în spațiu tridimensional). Studiul interacțiunii dintre particule - una dintre sarcinile îndeplinite de către mecanici (cinematica - excepție de la această regulă, deoarece este implicat în modelarea și analiza situațiilor alternative, fără a lua în considerare impactul setărilor de putere). Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că secțiunea relevantă a fizicii implică mișcarea schimbării poziției corpului în spațiu a lungul timpului. Această definiție se aplică nu numai la punctele sau organismele materiale în general, ci și la elementele lor.

Conceptul de cinematică

mecanică cinematică

Numele asta secția de fizică are de asemenea o origine greacă și este tradus literalmente ca "mișcare". Astfel, primim răspunsul inițial, încă neformat, la întrebarea a ceea ce este cinematică. În acest caz, putem spune că secțiunea studiază metode matematice de a descrie unul sau altul tipuri de trafic organisme direct idealizate. Vorbim despre așa-numitele corpuri absolut solide, despre lichidele ideale și, desigur, despre punctele materiale. Este foarte important să ne amintim că, atunci când se aplică descrierea, motivele pentru care se mișcă nu sunt luate în considerare. Astfel, parametrii ca greutatea corpului sau a forței care influențează caracterul mișcării sale nu sunt supuși atenției.

Bazele cinematicii

fundamentale ale cinematicii

Acestea includ concepte precum timpul și spațiul. Ca unul dintre cele mai simple exemple includ situația în care, spun, materialul se deplasează de-a lungul circumferinței o anumită rază. În acest caz, atributul este cinematicii obligatorie existența unor cantități precum accelerația centripetă care este direcționat de-a lungul vectorului din corp spre centrul cercului. Aceasta este, vectorul accelerație în oricare dintre punctele de timp este aceeași ca raza cercului. Dar chiar și în acest caz (dacă accelerația centripetă) cinematica nu va indica ce natura este forța care a condus la apariția ei. Aceasta este deja acțiunea, care dezmembrează dinamica.

Ce fel de cinematică?

fizica cinematică a formulei

Deci, de fapt, am dat răspunsul la ceea ce este cinematică. Este o secțiune a mecanicii care studiază modalități de descriere a mișcării obiectelor idealizate fără a studia parametrii de forță. Acum hai să vorbim despre ce fel de cinematică poate fi. Primul său tip este clasic. Este obișnuit să se ia în considerare caracteristicile spațiale și temporale absolute ale unui anumit tip de mișcare. În rolul primului, lungimile segmentelor apar, în rolul acestora din urmă, a intervalelor de timp. Cu alte cuvinte, putem spune că acești parametri rămân independenți de alegerea cadrului de referință.

relativist

definiția cinematică

Cel de-al doilea tip de cinematică este relativist. În acesta, între cele două evenimente corespunzătoare, caracteristicile temporale și spațiale se pot schimba dacă se face o tranziție de la un cadru de referință la altul. Simultanitatea originii celor două evenimente în acest caz presupune și un caracter exclusiv relativ. În această formă de cinematică, două concepte separate (și vorbim despre spațiu și timp) se integrează în una. În ea, o cantitate, care este numită de obicei un interval, devine invariantă sub transformările Lorentz.

Istoria creării cinematicii

fizica tematica cinematica

Am reușit să înțelegem conceptul și să răspundem la întrebarea care este cinematica. Dar care a fost istoria apariției sale ca subsecțiune a mecanicii? Despre asta ar trebui să vorbim chiar acum. De mult timp, toate conceptele acestei subsecțiuni se bazau pe lucrări scrise de Aristotel însuși. În ele, au existat declarații corespunzătoare că viteza corpului în toamnă este direct proporțională cu indicele numeric al greutății unui anumit corp. De asemenea, sa menționat că cauza mișcării este forța directă, iar în absența ei nu poate exista mișcare și vorbire.

Experiențele lui Galileo

cinematica a corpului



Aristotel lui în sfârșitul secolului al XVI-lea, a devenit interesat de celebrul om de știință Galileo Galilei. A început să studieze procesul de cădere liberă a corpului. Se poate menționa experimentele pe care le-a condus la Turnul înclinat din Pisa. De asemenea, omul de știință a studiat procesul de inerție a corpurilor. În cele din urmă, Galileo a reușit să dovedească faptul că Aristotel a greșit în lucrările sale și a făcut o serie de concluzii eronate. Cartea corespunzătoare Galileo a prezentat rezultatele acestei lucrări cu dovezile împotriva concluziilor Aristotel.

Cinematica moderna, asa cum este considerata astazi, sa nascut in ianuarie anul 1700. Apoi, Pierre Varignon a ținut un discurs în fața Academiei Franceze de Științe. El a dat, de asemenea, primele concepte de accelerare și viteză, scriind și explicându-le într-o formă diferențiată. Puțin mai târziu, Ampere a luat act de unele reprezentări cinematice. În secolul al XVIII-lea, el a folosit așa-numitul calcul al variațiilor în cinematică. Teoria specială a relativității, creată chiar mai târziu, a arătat că spațiul, ca și timpul, nu este absolut. În același timp, sa subliniat că viteza poate fi limitată în mod fundamental. Tocmai aceste motive au impins cinematica să se dezvolte în cadrul și conceptele așa-numitei mecanici relativiste.

Conceptele și cantitățile utilizate în secțiune

Fundamentele cinematicii includ mai multe variabile care sunt utilizate nu numai din punct de vedere teoretic, dar, de asemenea, au un loc în formulele practice utilizate pentru modelarea și rezolvarea unei game specifice de aplicații. Să ne familiarizăm mai mult cu aceste cantități și concepte. Să începem, poate, cu cel din urmă.

1) Mișcarea mecanică. Este definită ca schimbarea poziției spațiale a unui anumit corp idealizat față de cealaltă (punctele materiale) în timpul unei schimbări în intervalul de timp. În acest caz, organismele care sunt menționate au forțe de interacțiune corespunzătoare.

2) Sistemul de referință. Cinematica, definirea căreia am dat mai devreme, se bazează pe utilizarea unui sistem de coordonate. Prezența variațiilor sale este una dintre condițiile necesare (cea de-a doua condiție este utilizarea instrumentelor sau a mijloacelor pentru măsurarea timpului). În general, sistemul de referință este necesar pentru descrierea cu succes a unui anumit tip de mișcare.

3) Coordonate. Ca exponent imaginar convențional, indisolubil legate (cadrul de referință) conceptul anterior, coordonatele nu sunt altele decât metoda prin care poziția determinată a corpului într-un spațiu idealizată. În acest caz, cifrele și simbolurile speciale pot fi folosite pentru descriere. Coordonatele sunt adesea folosite de cercetași și artileri.

4) Vector radius. Aceasta este o cantitate fizică, care în practică este folosită pentru a stabili poziția unui corp idealizat cu ochiul la poziția inițială (și nu numai). Pur și simplu, un anumit punct este luat și stabilit pentru convenție. Cel mai adesea aceasta este originea coordonatelor. Deci, după aceea, să zicem, un corp idealizat din acest punct începe să se miște de-a lungul unei traiectorii arbitrare libere. În orice moment, putem conecta poziția corpului la origine, iar linia dreaptă care rezultă nu va fi decât un vector de rază.

5) Secțiunea cinematică folosește noțiunea de traiectorie. Este o linie continuă comună, care este creat în timpul mișcării corpului idealizată la arbitrare mișcare diferite-free în spațiu. Traiectoria, în consecință, poate fi rectilinie, circulară și ruptă.

6) Cinematica corpului este legata inextricabil de o astfel de cantitate fizica ca viteza. De fapt, asta vector valoare (este foarte important să ne amintim că noțiunea de cantitate scalară se aplică doar în situații excepționale), care va caracteriza rapiditatea schimbării poziției corpului idealizat. Vectorul său este de obicei considerat a fi datorat faptului că viteza definește direcția mișcării actuale. Pentru a folosi conceptul este necesar să aplicăm un cadru de referință, așa cum am menționat mai devreme.

7) Cinematica, a cărei definiție arată că nu ia în considerare cauzele care determină mișcarea, în anumite situații, și accelerarea. Este, de asemenea, o cantitate vectorică care arată cât de intens se va schimba vectorul de viteză al unui corp idealizat sub o schimbare alternativă (paralelă) în unitatea de timp. Cunoscând, în același timp, în ce direcție sunt direcționați ambii vectori - viteze și accelerații - se poate spune despre natura mișcării corpului. Poate fi accelerat uniform (vectorii coincid), sau la fel de lenți (vectorii sunt direcționați diferit).

8) Viteza unghiulară. O altă cantitate vectorială. În principiu, definiția acestuia coincide cu cea pe care am dat-o mai devreme. De fapt, diferența rezidă numai în faptul că a avut loc cazul considerat anterior atunci când se deplasează de-a lungul unei traiectorii rectilinii. Apoi avem o mișcare circulară. Acesta poate fi un cerc curat, precum și o elipsă. Un concept similar este dat pentru accelerația unghiulară.

Fizică. Cinematica. formulă

Pentru a rezolva probleme practice legate de cinematicii corpurilor idealizate, există o listă de o varietate de formule. Acestea vă permit să determinați distanța parcursă, instantaneu, viteza inițială finală, timpul pentru care corpul a trecut această distanță sau mai mult și multe altele. Un caz particular de aplicare (privat) este situația cu o cadere liberă modelată a corpului. În acestea, accelerația (indicată prin litera a) se înlocuiește cu accelerarea gravitației (litera g este numeric egală cu 9,8 m / s ^ 2).

Deci, ce am aflat? Fizica - cinematica (ale cărei formule sunt derivate una de cealaltă) - această secțiune este utilizată pentru a descrie mișcarea organismelor idealizate fără a lua în considerare parametrii de forță care devin cauzele producerii mișcării corespunzătoare. Cititorul poate afla întotdeauna mai multe despre acest subiect. Fizica (tema "cinematică") este foarte importantă, deoarece oferă conceptele de bază ale mecanicii ca o secțiune globală a științei relevante.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit
Concepte și axiome de bază ale staticei: conexiuni și reacțiile lorConcepte și axiome de bază ale staticei: conexiuni și reacțiile lor
Schema cinematică. Schema cinematică a unității. Schemele cinematice ale mecanismelorSchema cinematică. Schema cinematică a unității. Schemele cinematice ale mecanismelor
Statica este ... Mecanica teoretica, staticaStatica este ... Mecanica teoretica, statica
Cinematica unui punct material: concepte de bază, elementeCinematica unui punct material: concepte de bază, elemente
Cinematica este ... Cinematica: definiție, formule, sarciniCinematica este ... Cinematica: definiție, formule, sarcini
Exemple de mișcare mecanică. Mișcarea mecanică: fizică, gradul 10Exemple de mișcare mecanică. Mișcarea mecanică: fizică, gradul 10
Ce studiază cinematica? Concepte, cantități și problemeCe studiază cinematica? Concepte, cantități și probleme
Concepte de bază ale cinematicii și ecuațiilorConcepte de bază ale cinematicii și ecuațiilor
Perechea kinematică: concept, clasificare. Mingea articulată, bucla balamaleiPerechea kinematică: concept, clasificare. Mingea articulată, bucla balamalei
Ceea ce se numește mișcare mecanică: definiția și formulaCeea ce se numește mișcare mecanică: definiția și formula
» » Ce este cinematica? Secțiunea de mecanică, care studiază descrierea matematică a mișcării corpurilor idealizate