Wat is die kinematika? Artikel meganika wat bestudeer die wiskundige beskrywing van die beweging van geïdealiseerde liggame

Wat is die kinematika? Met sy definisie vir die eerste keer begin om hoërskoolleerlinge vertroud in fisika klasse. Meganika (kinematika is een van sy artikels) self is 'n groot deel van hierdie wetenskap. Gewoonlik, dit leer studente die eerste in handboeke. Soos ons gesê het, Kinematika is 'n onderafdeling van meganika. Maar sedert ons praat oor dit, laat dan praat oor hierdie in meer detail.

Meganika as 'n deel van fisika

Die woord "ingenieur" het Griekse oorsprong en letterlik vertaal as die kuns van die bou van masjiene. In fisika, is dit beskou as 'n artikel wat die beweging van die sogenaamde kontak materiaal liggame in verskillende ruimtes (dit wil sê, kan die beweging voorkom in dieselfde vlak, in die konvensionele rooster of in ondersoek word driedimensionele ruimte). Die studie van die interaksie tussen die deeltjies - een van die take wat uitgevoer word deur meganika (kinematika - die uitsondering op hierdie reël, aangesien dit betrokke is in die modellering en ontleding van alternatiewe situasies, sonder inagneming van die impak van krag instellings). Met dit alles moet daarop gelet word dat die betrokke artikel van fisika impliseer die beweging van verandering in die liggaam posisie in die ruimte met verloop van tyd. Hierdie definisie geld nie net vir materiaal punte en liggame in die algemeen, maar ook om hul dele.

Die konsep van kinematika

Die naam van hierdie vertakking van fisika het ook 'n Griekse oorsprong en beteken letterlik "om te beweeg." So, kry ons die oorspronklike, regtig nie 'n antwoord op die vraag van wat die kinematika gevorm. In hierdie geval, kan ons sê dat die artikel ondersoek die wiskundige maniere om die verskillende beskryf soorte beweging direk geïdealiseerde liggame. Dit is die sogenaamde absolute vaste stowwe, oor ideale vloeistowwe, en, natuurlik, op die materiaal punte. Dit is belangrik om te onthou dat wanneer jy aansoek doen beskryf die oorsake van beweging geïgnoreer. Dit wil sê, sal nie oorweeg word parameters soos die liggaam gewig of krag wat die karakter van sy beweging beïnvloed.

Grondbeginsels van kinematika

Dit sluit konsepte soos tyd en ruimte. As een van die eenvoudigste voorbeelde sluit in die situasie waar, sê, die materiaal beweeg langs die omtrek van 'n sekere radius. In hierdie geval, die kenmerk is verpligtend kinematika bestaan van sulke hoeveelhede as die sentripetale versnelling wat gerig is op die vektor van die liggaam na die middelpunt van die sirkel. Dit wil sê, die versnelling vektor in enige van die tyd punte is dieselfde as die radius van die sirkel. Maar selfs in hierdie geval (indien die sentripetale versnelling) kinematika sal nie aandui wat die aard is die krag wat gelei het tot sy opkoms. Dit is die aksie wat die dinamika ondersoek.

Wat is die kinematika?

So, die antwoord op wat is die kinematika, ons, in werklikheid, is gegee. Dit is 'n tak van meganika wat maniere om die beweging van geïdealiseerde voorwerpe beskryf sonder om te studeer die krag parameters bestudeer. Kom ons praat oor wat gedoen kan word kinematika. Die eerste van sy soort - 'n klassieke. Dit word beskou as die absolute ruimtelike en temporele eienskappe van 'n sekere soort van beweging wees. In die rol van die eerste segmente verskyn lengte, as die laaste - tydperk. Met ander woorde, kan ons sê dat hierdie parameters is onafhanklik van die keuse van die verwysingstelsel.

relatiwistiese

Die tweede tipe is die relatiwistiese kinematika. In dit tussen twee ooreenstemmende gebeure tydelike en ruimtelike eienskappe kan verander, as 'n oorgang van een raam na 'n ander. Die gelyktydigheid van twee gebeure by die oorsprong van hierdie geval neem ook net relatief. In hierdie soort van kinematika van twee afsonderlike konsepte (en ons praat oor die ruimte en tyd) is saamgevoeg in een. In dit die waarde wat gewoonlik as interval verwys word invariant onder Lorentz transformasies.

Geskiedenis van die kinematika

Ons het daarin geslaag om te gaan met die konsep en 'n antwoord gee op die vraag van wat die kinematika. Maar wat was die storie van sy oorsprong as 'n onderafdeling van meganika? Dit is omtrent dit nou en moet praat. Nogal 'n lang tyd al die konsepte van hierdie subartikel gebaseer op die werke wat geskryf is deur Aristoteles. Hulle bestaan ooreenstemmende bewerings dat die snelheid van die liggaam in die daling in direkte verhouding tot die numeriese indeks van gewig van 'n liggaam. Dit is ook genoem dat die rede vir die beweging is net krag, maar in sy afwesigheid oor enige beweging en spraak kan nie wees nie.

eksperimente Galileo se

Aristoteles se werke in die laat sestiende eeu, begin belangstel in die beroemde wetenskaplike Galileo Galilei. Hy het begin om die proses van gratis vallende liggaam bestudeer. Melding gemaak kan word oor sy ervarings, wat hy bestee aan die toring van Pisa. Ook, is wetenskaplikes die bestudering van die proses van traagheid liggame. Op die ou end, Galileo was in staat om te bewys dat Aristoteles verkeerd in sy werk was, en hy het 'n aantal foutiewe gevolgtrekkings. Die ooreenstemmende boek Galileo beskryf die resultate van hierdie werk met die bewyse teen die gevolgtrekkings van Aristoteles.

Moderne kinematika is vandag geglo het, is hy gebore in Januarie 1700. Dan, voor die Franse Akademie vir Wetenskap het Per Varinon. Hy het ook die eerste konsepte van versnelling en spoed van die skryf en verduidelik hulle in 'n differensiële vorm. 'N Rukkie later aangeneem sommige film aanbieding en het kennis geneem van die amp. In die agtiende eeu is dit gebruik in die kinematika van die sogenaamde calculus van variasies. Spesiale Relatiwiteit selfs later gestig, het getoon dat die ruimte, soos tyd, is nie absoluut nie. Op dieselfde tyd wat dit het daarop gewys dat die tempo fundamenteel beperk kan wees. Dit is die basis van kinematika gestoot om ontwikkeling binne die raamwerk en bepalings van die sogenaamde relatiwistiese meganika.

Definisies en hoeveelhede wat in artikel

Grondbeginsels van kinematika sluit verskeie veranderlikes wat gebruik word nie net in teoretiese terme, maar ook 'n plek in die praktiese formules wat gebruik word vir modellering en oplos van 'n spesifieke reeks van aansoeke. Vertroud is met hierdie waardes en konsepte in meer detail. Kom ons begin met die laasgenoemde.

1) Meganiese beweging. Dit omskryf as 'n verandering van 'n geïdealiseerde ruimtelike posisie relatief tot die ander liggaam (massa punte) tydens die tydgleuf veranderinge. Wanneer dit op die liggaam, wat genoem word is tussen 'n ooreenstemmende krag van interaksie.

2) verwysingstelsel. Kinematika, die definisie van wat ons vroeër gegee het, wat gebaseer is op die gebruik van die assestelsel. Met sy variasies is 'n noodsaaklike voorwaarde (tweede voorvereiste is die gebruik van toestelle of beteken vir die meet van tyd). In die algemeen, is 'n verwysing stelsel wat nodig is vir 'n suksesvolle beskrywing van 'n bepaalde soort van verkeer.

3) koördinate. Soos konvensionele denkbeeldige eksponent, onlosmaaklik verbind met die vorige konsep (verwysingsraamwerk), die koördinate is nie anders as die wyse waarop die bepaalde posisie van die liggaam in 'n geïdealiseerde ruimte. In hierdie geval, te beskryf kan word toegepas syfers en spesiale karakters. Koördinate dikwels gebruik word deur verkenners en Gunners.

4) Die radius-vektor. Dit is 'n fisiese hoeveelheid, wat in die praktyk gebruik word om die geïdealiseerde liggaam posisie met 'n oog te definieer na sy oorspronklike posisie (en nie net). Eenvoudig gestel, dit neem 'n sekere punt, en dit is vas aan die konvensies. Meestal is dit die oorsprong. So, dan, kom ons sê, geïdealiseerde liggaam van hierdie punt begin om te beweeg op 'n gratis arbitrêre trajek. Op enige gegewe tyd kan ons die posisie van die liggaam verbind tot die oorsprong en afgelei direk sal niks meer as die radiusvektor verteenwoordig.

5) Artikel kinematika gebruik die konsep van trajek. Dit is 'n algemene deurlopende lyn, wat geskep is tydens die geïdealiseerde liggaam beweging teen arbitrêre verskillende vrye beweging in die ruimte. Trajek, onderskeidelik, kan reglynige, omsendbrief en veelhoekige wees.

6) die liggaam kinematika onlosmaaklik gekoppel aan so 'n fisiese hoeveelheid as spoed. Trouens, dit is 'n vektorhoeveelheid (dit is belangrik om te onthou dat die konsep van 'n skalaarhoeveelheid is dit van toepassing slegs in uitsonderlike situasies), wat die reaksie spoed van verandering in die posisie van 'n geïdealiseerde liggaam sal gee. Vektor dit word beskou as gevolg van die feit dat die spoed van beweging definieer die rigting van wat gebeur om te wees. Vir die gebruik van die term gebruik moet word verwysingstelsel, soos vroeër genoem.

7) Die kinematika, die definisie van wat sê dat dit nie die oorsake van beweging nie aan te spreek, met inagneming van die versnelling en in sekere situasies. Dit is ook 'n vektorhoeveelheid, wat die geïdealiseerde vektor snelheid van die liggaam as op groot skaal sal verander word met alternatiewe (parallel) toon, is die tyd eenheid verander. Wetende dat op dieselfde tyd, in watter rigting gerig beide vektore - snelheid en versnelling - dit kan gesê word oor wat die karakter is liggaamsbeweging. Dit kan ravnozamedlennym (raznonapravleny vektor) óf eenvormig versnel (dieselfde vektor), of.

8) Die hoeksnelheid. Nog 'n vektorhoeveelheid. In beginsel, sy definisie is dieselfde as die dieselfde, wat ons vroeër het. Trouens, die verskil lê net in die feit dat die voorheen bespreek gevalle voorkom wanneer jy ry op die reguit pad. Hier het ons 'n sirkelbeweging. Dit kan 'n netjiese sirkel, en 'n ellips wees. 'N Soortgelyke konsep gegee word vir hoekversnelling.

Fisika. Kinematika. formule

Praktiese probleme wat verband hou met kinematika van geïdealiseerde liggame op te los, is daar 'n lys van 'n verskeidenheid van formules. Hulle laat jou bepaal die afstand wat afgelê, oombliklike, aanvanklike beperkte spoed, die tyd waarin die liggaam 'n bepaalde afstand geslaag het, en nog baie meer. 'N Afsonderlike geval van (private) is geskoei situasie met die vrye val liggaam. Hulle versnelling (aangedui deur die letter a) word vervang deur die gravitasieversnelling (brief g, numeries gelyk aan 9,8 m / s ^ 2).

So, wat het ons geleer? Fisika - kinematika (formules wat afgelei van mekaar) - hierdie afdeling gebruik word om die beweging van geïdealiseerde liggame uitgesluit krag parameters wat oorsake van 'n ooreenstemmende beweging geword beskryf. Die leser kan altyd kennis te maak met hierdie onderwerp in meer detail. Fisika (tema "kinematika") is baie belangrik, want dit gee dit 'n basiese begrip van die werking van hoe die globale afdeling van die betrokke wetenskap.