Kinematics of a titik bahan: konsep dasar, elemen

Topik artikel kiwari urang urang bakal nu kinematics sahiji titik bahan. Naon eta sadayana ngeunaan? konsep Naon muncul dina eta, sarta naon harti kudu dibikeun ka istilah ieu? Ieu jeung loba patarosan sejenna kiwari sarta kami bakal nyoba ngajawab.

Watesan konsep

titik Kinematics bahan téh taya lian ti subsection fisika dijudulan "mékanika". Manehna, kahareupna ngulik hukum gerak rupa awak. Kinematics of a titik bahan ieu ogé kalibet dina ieu tugas, tapi henteu dina istilah umum. Kanyataanna, sub-bagian ieu examines metodeu nu nerangkeun gerak awak. Dina ulikan ieu cocog pikeun ukur nu disebut body idealized. Ieu di antarana: a titik bahan, awak heuras sarta hiji gas idéal. Mertimbangkeun konsep di jéntré. Urang kabeh terang ti sakola yén hiji titik bahan disebut awak, ukuran nu di mana wae situasi dibikeun bisa neglected. Ku jalan kitu, éta kinematics tina gerak translational of a titik bahan dimimitian pikeun muncul pikeun kahiji kalina dina buku teks kelas VII dina fisika. Ieu ngarupakeun cabang pangbasajanna, jadi dimimitian kenalan jeung elmu, jeung pitulung na éta nu pangmerenahna. Hiji masalah misah nyaéta, kumaha nu elemen ti kinematics sahiji titik bahan. Aranjeunna cukup loba, sarta maranéhna bisa conditionally dibagi kana sababaraha tingkatan jeung kasusah béda ngartos. Lamun urang ngobrol, contona, véktor radius, teras, prinsipna mah, dina harti na aya sia prohibitively kompléks. Sanajan kitu, satuju yén éta téh pira gampang ngarti éta ka murid ti nu murid rata atawa SMA. Jeung terus terang diomongkeun, aya teu kudu ngajelaskeun fitur sahiji siswa SMA istilah.

A sajarah ringkes kinematics

Loba, sababaraha taun ka tukang, Aristoteles hébat devoted dibagikeun singa ngeunaan waktu bebas na diajar jeung ngajéntrékeun fisika salaku elmu misah. Hususna manéhna digawé dina kinematics, nyobian nampilkeun eta ka titik utama jeung konsep, salasahijina cara sejen dipaké dina usaha pikeun ngajawab tugas praktis na malah mundane. Aristoteles masihan ide awal naon unsur tina kinematics sahiji titik bahan. karya jeung tulisan na téh pohara berharga pikeun sakabéh umat manusa. Tapi, dina conclusions anak, eta dijieun sababaraha considerable kasalahan, sarta masalah teh nya eta aya sababaraha kasalahan sarta kasalahan. Karya Aristoteles dina jangka waktu na janten museurkeun élmuwan séjén - Galileo Galilei. Salah sahiji theses fundamental nempatkeun maju ku Aristoteles, maca yen gerakan awakna lumangsung ngan bisi nu lamun acted kana sababaraha gaya, ditangtukeun ku inténsitas jeung arah. Galileo ngabuktikeun yén ieu téh kasalahan. Angkatan bakal mangaruhan setelan speed, tapi euweuh deui. The Italia némbongkeun yén gaya kasebut anu ngabalukarkeun akselerasi, sarta bisa ukur saling jeung eta. Galileo Galiley ogé dibayar perhatian considerable kana ulikan ngeunaan prosés tina ragrag bébas, bringing hukum relevan. Meureun dulur emut ngeunaan percobaan kawentar na, anu anjeunna spent di Tower of Pisa. Dina bukuna, dasar solusi kinematic dipaké sarta fisikawan ampere.

konsep awal

Salaku disebutkeun tadi, anu kinematics sahiji cara Ngalanglang pikeun ngagambarkeun gerak objék idealized. Dina prakna, yayasan bisa jadi dilarapkeun analisis matematik, aljabar biasa na géométri. Tapi naon konsep (konsép ieu, sarta euweuh harti na nilai parametrik) nu di manah subsection ieu fisika? Kahiji, dulur kedah jelas ngarti yén kinematics tina gerak translational tina gerak titik bahan tempo kaasup kinerja kakuatan. Maksudna, pikeun ngajawab masalah relevan, urang teu kedah Rumusna disambungkeun jeung kakuatan. Ieu henteu dianggap kinematics, euweuh urusan sabaraha loba di antarana aya - hiji, dua, tilu, sanajan ratusan rébu. Tapi, ayana akselerasi acan nyadiakeun. Dina sababaraha titik kinematics gerakan masalah bahan prescribes nangtukeun nilai akselerasi. Sanajan kitu, nu nyababkeun fenomena ieu (ie, gaya jeung alam maranéhanana) teu dianggap, sarta anu disingkahkeun.

carana ngumpulan

Urang kapanggih yén kinematics explores sarta nerapkeun metodeu pikeun nerangkeun gerak awak tanpa hal ka pasukan anu nimpah éta. Saliwatan, ieu tugas geus ngalakukeun pikeun sub-mékanika sejenna, anu disebut dinamika. Geus aya nu dipaké hukum Newton, nu ngawenangkeun dina praktekna keur ngartikeun cukup parameter ku jumlah leutik data awal dipikawanoh. konsep dasar kinematics sahiji titik bahan - éta rohang jeung waktu. Sarta dina sambungan kalawan ngembangkeun elmu sacara umum sarta di sawah, aya patarosan ngeunaan appropriateness tina kombinasi kitu.

Ti mimiti, aya di kinematics klasik. Urang bisa nyebutkeun yén éta téh aneh teu ngan ayana duanana sela temporal jeung spasial, tapi aranjeunna bebas tina pilihan pigura tangtu rujukan. Ku jalan kitu, urang gé ngobrol ngeunaan engké. Ayeuna, ngan ngajelaskeun naon éta ngeunaan. interval spasial dina hal ieu bakal dianggap salaku bagean, waktu - interval. Sigana nu sagalana kudu jelas. Ayeuna, sela ieu bakal dianggap di kinematics klasik mutlak invarian, dina basa sejen, bebas tina transisi tina hiji frame ka nu sejen. Naha bisnis kinematics relativistic. Ieu interval nalika ngaganti antara pigura rujukan bisa rupa-rupa. Éta wijaksana pikeun malah nyebutkeun yén maranéhna moal bisa, sarta kedah, meureun. Kusabab simultaneity ieu dua acara acak ogé janten relatif na nunut ka tinimbangan husus. kituna éta dina kinematics relativistic dua konsep - ruang jeung waktu - digabungkeun kana hiji.

Kinematics titik bahan: speed, akselerasi, sarta nilai lianna

Pikeun sahanteuna saeutik saeutik ngarti fisika ngeunaan subsection ieu, anjeun kudu napigasi konsep pangpentingna, nyaho definisi na ngagambarkeun naon constitutes dina istilah umum, salah sahiji atawa nilai lianna. Euweuh pajeulit ngeunaan bener, éta pisan nu panggampangna tur basajan. Mertimbangkeun, sugan, mun dimimitian ku konsep dasar dipaké dina masalah kinematics.

gerakan

gerakan mékanis, urang nganggap prosés nu salah atawa nu sejen obyék idealized robah posisi na dina spasi. Dina hal ieu, urang bisa disebutkeun yen robah nu aya dina hubungan badan lianna. Perlu tumut kana akun kanyataan yén dina waktos anu sareng lumangsung sarta ngadegna hiji interval waktu husus antara dua kajadian. Contona, eta bakal mungkin mun allocate interval tangtu dibentuk pikeun waktu nu tos dilakonan antara awak sumping ti hiji posisi anu séjén. Catetan ogé yén awak sahingga tiasa berinteraksi sareng silih, dumasar kana hukum umum mékanika. Ieu kahayang mindeng ngoperasikeun kinematics sahiji titik bahan. Sistem rujukan - konsép handap, nu keur inextricably dikaitkeun jeung eta.

koordinat

Éta bisa disebut data biasa nu ngidinan kami pikeun nangtukeun posisi awak iraha wae titik nu diberekeun dina jangka waktu. Koordinat nu inextricably dikaitkeun jeung konsép sistem rujukan sarta grid koordinat. Dina kalolobaan kasus téh kombinasi hurup jeung angka.

vektor radius

Ti nami kudu jelas yén éta téh. Tapi, hayu urang ngobrol ngeunaan eta. Lamun titik hiji ngalir sapanjang jalur, sarta kami nyaho awal pigura tangtu rujukan, kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun nyekel vektor posisi iraha wae dibikeun. Anjeunna bakal ngagabung ka posisi awal titik jeung sakedapan atanapi terhingga.

jalan

Ieu bakal disebut garis kontinyu nu geus neundeun salaku hasil tina gerak partikel dina pigura dibikeun sahiji rujukan.

Speed (duanana liniér sarta sudut)

nilai ieu, nu bisa ngabejaan kumaha gancang awak mana ngaliwatan periode kajauhan.

Akselerasi (jeung sudut sarta liniér)

Ieu nunjukkeun kaayaan hukum naon jeung kumaha intensif robah awakna setting speed.

Sugan, ka dieu aranjeunna - unsur utama kinematics sahiji titik bahan. Ieu kudu dicatet yén duanana laju sarta akselerasi anu kuantitas véktor. Ieu ngandung harti yén maranéhna moal ngan boga pangaruh démo, tapi ogé arah nu tangtu. Ku jalan kitu, aranjeunna bisa diarahkeun dina hiji arah sarta dina sabalikna. Dina kasus nu pertama, awak bakal gancangan dina kadua - ka ngalambatkeun turun.

Tugas pangbasajanna

Kinematics of a titik bahan (speed, akselerasi jeung jarak nu ampir konsep dasar) boga teu sanajan kanyataan yén jumlah badag masalah, sarta loba di antarana dina kategori béda. Hayu urang cobaan pikeun ngajawab tugas cukup basajan pikeun nangtukeun jarak ngumbara ku awak.

Anggap kaayaan yén urang kudu aya dina leungeun, saperti kieu. Supir mobil nangtung dina garis awal. operator nu nyadiakeun bendera sinyal visual jeung mobil nyokot kaluar nyirorot. Ngabedakeun éta rékaman anyar dina pengendara kompetisi bakal tiasa, upami jarak sarua saratus méter, éta sakali pamimpin di 7,8 detik. Akselerasi kendaraan dicokot sarua 3 méter, dibagi ku kadua alun.

Ku kituna, kumaha carana ngajawab masalah sarupa? Ieu rada metot, sakumaha urang diwajibkeun teu "garing" definisi parameter tangtu. Manehna brightened up na robah warna ka warna kaayaan tangtu nu diversifies solusi prosés na indexes pilarian. Tapi naon urang kudu dipandu sateuacan, kumaha carana kaanggo tugas?

1. Kinematics of a titik bahan ngalibatkeun dina kasus akselerasi.

2. Hal ieu dianggap kaputusan ngagunakeun rumus jarak, sabab nembongan dina kaayaan nilai numeris.

Simkuring ngajawab masalah pisan gampang. Nyandak rumus jarak ieu: S = VoT + (-) AT ^ 2/2. Naon sih hartina? Urang peryogi kauninga sabaraha waktos bakal maot jarak racer ditunjuk, lajeng ngabandingkeun indéks kalayan catetan pikeun manggihan manehna bakal ngéléhkeun anjeunna atanapi henteu. Jang ngalampahkeun ieu, urang sisihkan waktos for mun manehna meunang rumus: AT ^ 2 + 2VoT - 2s. Ieu teh taya lian ti persamaan kuadrat. Tapi mobil nyokot off, eta hartina laju awal sarua jeung 0. Lamun kaputusan persamaan discriminant bakal sarua jeung 2400 kudu dikaluarkeun pikeun akar waktos pilarian. Jieun nepi ka tempat decimal kadua: 48,98. Urang neangan akar kasaruan: 48.98 / 6 = 8.16 detik. Tétéla éta supir moal bisa ngéléhkeun catetan aya.