Cinematica unui punct material: concepte de bază, elemente

Subiectul articolului de astăzi noastre va fi cinematica punct material. Ce este vorba? Ce concepte apar în ea, și ce definiție ar trebui să se acorde acest termen? Acestea și multe alte întrebări de astăzi și vom încerca să răspundă.

Definirea conceptului

punctul Cinematica material este nimeni altul decât subsecțiunea fizica intitulată „Mecanica“. Ea, la rândul său, studiază legile mișcării diferitelor organisme. Cinematica unui punct material este, de asemenea, implicat în această sarcină, dar nu în termeni generali. De fapt, această sub-secțiune examinează metodele care descriu mișcarea corpurilor. In acest studiu sunt potrivite pentru numai corpul așa-numita idealizată. Acestea includ: un punct material, un corp rigid și un gaz ideal. Luați în considerare conceptele în detaliu. Știm cu toții de la școală că un punct material este numit corpul, dimensiunea care, în orice situație dată poate fi neglijată. Apropo, cinematica mișcării de translație a unui punct de material începe să apară pentru prima dată în manualele de clasa a saptea pe fizica. Aceasta este cea mai simplă ramură, astfel încât să înceapă cunoștință cu știința, cu ajutorul ei este cel mai convenabil. O problemă separată este, care sunt elementele cinematicii punct material. Ele sunt destul de multe, iar acestea pot fi împărțite în mod condiționat în mai multe nivele, cu diferite grade de dificultate pentru a înțelege. Dacă vorbim, de exemplu, vectorul rază, apoi, în principiu, în definiția sa nu este nimic prohibitiv complexă. Cu toate acestea, sunt de acord că este mult mai ușor de înțeles este de a studentului decât media student sau liceu. Și sincer vorbind, nu este nevoie de a explica caracteristicile elevilor de liceu pe termen.

O scurtă istorie a cinematicii

în urmă cu mulți, mulți ani, marele Aristotel dedicat partea leului din timpul său liber studiind și descriind fizica ca o știință separată. În special, el a lucrat la cinematica, încercând să-l prezinte principalele puncte și concepte, un fel sau altul folosite în încercările de a rezolva sarcini practice și chiar banale. Aristotel a dat ideea inițială a ceea ce sunt elementele cinematicii punct material. muncă și scrierile sale sunt foarte valoroase pentru întreaga omenire. Cu toate acestea, în concluziile sale, a făcut un număr considerabil de erori, iar problema este că au existat unele erori și greșeli. Lucrări de Aristotel în timpul său a devenit interesat de alți oameni de știință - Galileo Galilei. Una dintre tezele fundamentale invocate de Aristotel, citit că mișcarea corpului are loc numai în cazul în cazul în care este acționat de o forță, determinată de intensitatea și direcția. Galileo a demonstrat că aceasta este o greșeală. Forța va afecta setarea de viteză, dar nu mai mult. Italianul a arătat că forța este cauza accelerației, și poate fi doar reciproc cu ea. Galileo Galiley plătit , de asemenea , o atenție considerabilă pentru studiul procesului de cădere liberă, aducând legile relevante. Probabil toată lumea își amintește despre experimentele sale celebre, pe care ia petrecut la Turnul din Pisa. În lucrările sale, elementele de bază soluții cinematice utilizate și fizician Amperi.

concepte inițiale

Așa cum am menționat mai devreme, cinematica modalități de explorare pentru a descrie mișcarea obiectelor idealizate. În practică, bazele pot fi aplicate analiza matematica, algebra și geometria obișnuită. Dar ce sunt conceptele (acest concept, și nici o definiție și valorile parametrice), se află în centrul acestei subsecțiuni fizicii? În primul rând, toată lumea ar trebui să înțeleagă în mod clar că cinematica mișcării de translație a punctului mișcării materialului excludeți performanța de putere. Asta este, pentru a rezolva problemele relevante, nu avem nevoie de formulele legate de putere. Nu este considerat cinematica, indiferent de cât de multe dintre ele sunt - unu, doi, trei, chiar sute de mii. Cu toate acestea, existența accelerare prevede încă. Într-o serie de probleme punctuale cinematice de mișcare materialului prevede determinarea valorii accelerației. Cu toate acestea, nu sunt luate în considerare cauzele acestui fenomen (de exemplu, forțele și natura lor), și sunt omise.

clasificare

Am constatat că cinematica explorează și se aplică metode pentru a descrie mișcarea corpurilor fără a ține cont de forțele care acționează asupra lor. De altfel, această sarcină a fost făcut pentru alte sub-mecanica, care se numește dinamica. Deja sunt folosite legile lui Newton, care permit , în practică , pentru a defini parametrii suficient cu un număr mic de date inițiale cunoscute. Concepte de bază ale cinematicii punctului material - este spațiu și timp. Și în legătură cu dezvoltarea științei în general și în domeniu, a existat o întrebare cu privire la oportunitatea unei astfel de combinații.

De la început, a existat cinematicii clasice. Putem spune că este specific, nu numai prezența ambelor decalaje temporale și spațiale, dar ele sunt independente de alegerea unui anumit cadru de referință. Apropo, vom vorbi despre mai târziu. Acum, doar explica ce este vorba. Intervalul spațială, în acest caz, va fi considerat ca un segment, timp - interval. Se pare că totul ar trebui să fie clar. Acum, aceste lacune vor fi luate în considerare în cinematica clasice absolut invariante, cu alte cuvinte, independent de trecerea de la un cadru la altul. Fie că cinematicii relativiste de afaceri. Acesta Intervale la comutarea între cadrele de referință pot varia. Este înțelept să spun chiar că ei nu pot, și ar trebui, probabil. Din cauza acestei simultaneitatea a două evenimente aleatoare, de asemenea, devine relativă și este supusă o atenție specială. Prin urmare, este în cinematica relativistă a două concepte - spațiu și timp - sunt combinate într-una singură.

Cinematica punctului material: viteză, accelerație, și alte valori

Pentru a cel puțin un pic pentru a înțelege fizica acestei subsecțiuni, trebuie să navigați cele mai importante concepte, know definiții și reprezintă ceea ce constituie, în termeni generali, una sau cealaltă valoare. Nimic complicat despre asta într-adevăr, este foarte ușor și simplu. Luați în considerare, probabil, pentru a începe cu conceptele de bază utilizate în problemele cinematice.

mișcare

mișcarea mecanică, vom presupune un proces în care unul sau un alt obiect idealizat își schimbă poziția în spațiu. În acest caz, putem spune că schimbarea este în raport cu alte organisme. Este necesar să se ia în considerare faptul că, în același timp, are loc și stabilirea unui anumit interval de timp între două evenimente. De exemplu, va fi posibil să se aloce un anumit interval de format pentru timpul scurs între corpul a venit de la o poziție la alta. Rețineți, de asemenea, că organismul și, astfel, pot interacționa unii cu alții, în conformitate cu legile generale ale mecanicii. Acest lucru este exact ceea ce operează adesea cinematicii punct material. Sistemul de referință - următorul concept, care este indisolubil legat de ea.

coordonatele

Ele pot fi numite date obișnuite care ne permit să se determine poziția corpului la un moment dat în timp. Coordonatele sunt indisolubil legate de conceptul unui sistem de referință și o grilă de coordonate. În cele mai multe cazuri sunt o combinație de litere și cifre.

vector Raza

De la numele ar trebui să fie clar că este. Cu toate acestea, hai să vorbim mai mult despre asta. În cazul în care un punct se mișcă de-a lungul unei căi, și cunoaștem începutul unui anumit cadru de referință, este posibil să dețină vectorul de poziție, în orice moment dat. El va fi aderarea la poziția inițială a punctului cu instantanee sau finit.

cale

Acesta va fi numit o linie continuă care este prevăzută ca rezultat al mișcării unei particule într-un anumit cadru de referință.

Viteză (atât liniară și unghiulară)

Această valoare, care poate spune cat de repede organismul trece printr-o perioadă de la distanță.

Accelerația (și unghiulare și liniare)

Aceasta indică în ce legea și modul în care se schimbă intensiv corpul de setare a vitezei.

Poate că, aici sunt - principalele elemente ale cinematicii punct material. Trebuie remarcat faptul că atât viteza și accelerația sunt cantități vectoriale. Acest lucru înseamnă că ei nu au doar un efect demonstrativ, dar, de asemenea, o anumită direcție. Apropo, ele pot fi îndreptate într-o direcție și în invers. În primul caz, organismul va fi accelerat în al doilea - pentru a încetini.

Cele mai simple sarcini

Cinematica unui punct material (viteză, accelerație și distanța care este de aproape conceptele fundamentale) nu are nici măcar faptul că un număr foarte mare de probleme, și multe dintre ele în diferite categorii. Să încercăm să rezolve o sarcină destul de simplu pentru a determina distanța parcursă de către organism.

Să presupunem condițiile pe care le avem la îndemână, după cum urmează. Conducătorul auto se află pe linia de start. Operatorul oferă un pavilion de semnal vizual, iar masina ia oprit dramatic. Determinați dacă acesta este un nou record în riderii concurs vor putea, în cazul în care distanța egală cu o sută de metri, a fost o dată lider în 7.8 secunde. Accelerarea vehiculului luată egală cu 3 metri, împărțit de al doilea pătrat.

Deci, cum să rezolve o problemă similară? Este destul de interesant, așa cum se cere să nu „uscat“ definirea anumitor parametri. Ea a luminat și apoi o anumită situație care diversifică soluțiile de proces și indexurile de căutare. Dar ceea ce ar trebui să fie ghidate înainte, modul de abordare a sarcinii?

1. Cinematica unui punct material implică utilizarea în cazul accelerării.

2. Se presupune decizii folosind formula la distanță, deoarece apare în condițiile de valori numerice.

Noi rezolva problema deloc ușor. Pentru a lua această formulă distanță: S = + victimelor traficului (-) AT ^ 2/2. Care este sensul? Trebuie să știm cât de mult timp va trece la distanță cal de curse desemnate, iar apoi compara indexul cu un record pentru a afla că l-ar fi bătut sau nu. Pentru a face acest lucru, ne-am pus deoparte timp pentru el pentru a obține cu formula: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Acesta este nimeni altul decât ecuația de gradul doi. Dar masina ia oprit, înseamnă că viteza inițială este egală cu 0. În cazul în care decizia ecuația discriminantă va fi egal cu 2400 trebuie să fie eliminat rădăcina timpului de căutare. Se completează până la a doua zecimală: 48.98. Noi găsim rădăcina ecuației: 48.98 / 6 = 8,16 secunde. Se pare că conducătorul auto nu va fi capabil să bată recordul existent.