Základní pojmy kinematiky a rovnic

Jaké jsou základní pojmy kinematiky? Jaká věda je a co studuje? Dnes budeme hovořit o tom, co je kinematika, jaké základní pojmy kinematiky se odehrávají v úkolech a co to znamená. Kromě toho hovoříme o hodnotách, které jsou nejčastěji řešeny.

Kinematika. Základní pojmy a definice

Za prvé, mluvme o tom, co to je. Jedním z nejvíce studovaných částí fyziky v kurzu je mechanika. Po něm následuje po neurčitém pořadí molekulární fyziky, elektrickou energii, optiku a některé další části, jako například jadernou a atomovou fyziku. Ale podívejme se blíže na mechaniku. Toto fyziky se zabývá studiem mechanického pohybu těles. Stanovuje určité zákonitosti a zkoumá své metody.

Kinematika jako součást mechaniky

Ten je rozdělen na tři části: kinematiku, dynamiku a statiky. Tyhle tři podnauki, pokud je lze nazvat tak, mají některé funkce. Například statika zkoumá pravidla rovnováhy mechanických systémů. Okamžitě přichází na mysli spojení s váhy. Dynamika zkoumá vzory pohybů těl, ale současně upozorňuje na síly působící na ně. Ale kinematika je zapojena do stejné, pouze v úvahu síly nejsou přijaty. V důsledku toho se při řešení problémů nezohledňuje hmotnost stejných těles.

Základní pojmy kinematiky. Mechanický pohyb

Předmětem této vědy je materiální bod. To znamená tělo, jehož rozměry v porovnání s určitým mechanickým systémem lze zanedbat. Toto takzvané idealizované tělo, podobné ideálnímu plynu, které je považováno za součást molekulární fyziky. Obecně platí, že pojem materiálního bodu, a to jak v mechanice obecně, tak zejména v kinematice, hraje spíše důležitou roli. Nejčastěji se to považovalo za takzvané pohyb vpřed.

Co to znamená a jak to může být?

Obvykle jsou pohyby rozděleny na rotační a translační. Základní pojmy kinematiky translačního pohybu se vztahují hlavně na množství použitá ve vzorcích. O nich budeme hovořit později, ale prozatím se vrátíme k typu hnutí. Je zřejmé, že pokud se jedná o rotační, pak se tělo otáčí. Proto bude translační pohyb označován jako pohyb tělesa v rovině nebo lineárně.

Teoretický základ pro řešení problémů

Kinematika, základní pojmy a vzorce, o kterých nyní zvažujeme, mají obrovské množství problémů. Toho lze dosáhnout pomocí obyčejné kombinatoriky. Jednou z metod rozmanitosti zde je změna neznámých podmínek. Jeden a ten samý problém může být zastoupen v jiném světle, prostě měnit účel jeho řešení. Je třeba zjistit vzdálenost, rychlost, čas, zrychlení. Jak vidíte, možnosti jsou celé moře. Pokud zde spojíme podmínky volného pádu, prostor se stává prostě nepředstavitelným.

Hodnoty a vzorce

Především udělejte jednu rezervaci. Jak je známo, množství může mít dvojí povahu. Na jedné straně může určitá hodnota odpovídat určité číselné hodnotě. Ale na druhou stranu může mít směr distribuce. Například vlna. V optice se setkáváme s takovou představou jako o vlnové délce. Pokud však existuje koherentní zdroj světla (stejný laser), jedná se o paprsek polarizovaných vln. Vlna tak bude odpovídat nejen číselné hodnotě udávající její délku, ale i danému směru šíření.

Klasický příklad

Podobné případy jsou analogie v mechanice. Řekněme, že před námi máme vozík. Podle charakteru pohybu můžeme určit vektorové charakteristiky jeho rychlosti a zrychlení. Ať je to v překladu (například na hladké podlaze) je trochu složitější, takže uvažujeme dva případy: když je nákladní automobil srolovat a když se valí dolů.

Takže si představme, že vozík jde na malý svah. V tomto případě se zpomalí, pokud na ni nepůsobí vnější síly. Ale v opačném případě, totiž když se vozík posouvá shora, urychlí. Rychlost ve dvou případech je zaměřena na to, kde se objekt pohybuje. To by mělo být pravidlem. Zrychlení však může změnit vektor. Při zpomalení je směrován na opačnou stranu pro rychlostní vektor. To vysvětluje zpomalení. Podobný logický řetězec lze aplikovat na druhou situaci.

Zbývající hodnoty

Právě jsme mluvili o tom, že v kinematiku pracujeme nejen s skalárními veličinami, ale také s vektorovými veličinami. Teď učiníme ještě jeden krok kupředu. Kromě rychlosti a zrychlení při řešení problémů se používají vlastnosti jako vzdálenost a čas. Mimochodem, rychlost je rozdělena na počáteční a okamžité. První z nich je zvláštní případ druhého. Okamžitá rychlost - to je rychlost, kterou lze kdykoli nalézt. A s počáteční, pravděpodobně, vše je jasné.

Cíl

Značnou část teorie jsme studovali dříve v předchozích odstavcích. Nyní zůstává pouze poskytnout základní vzorce. Ale uděláme ještě lepší: prostě nebudeme zvažovat vzorce, ale budeme je aplikovat i při řešení problému, aby konečně konsolidovali získané poznatky. V kinematice je použita celá řada vzorců, v kombinaci s nimiž lze dosáhnout vše, co je třeba vyřešit. Tento problém nám dáváme dvěma podmínkami, abychom to pochopili úplně.

Cyklista brzdí po překročení cílové čáry. K úplnému zastavení mu trvalo pět sekund. Zjistěte, jaké zrychlení brzdí a jakou brzdnou dráhu se mu podařilo projít. Brzdná vzdálenost považována za lineární, předpokládá se, že konečná rychlost je nulová. Při překročení cílové čáry byla rychlost 4 metry za sekundu.

Ve skutečnosti je tento úkol velmi zajímavý a není tak jednoduchý, jak by se na první pohled mohl zdát. Pokud se budeme snažit, aby se vzdálenost v kinematice vzorce (S = Vot + (-) (v ^ 2/2)), není nic, co ne, protože máme rovnici se dvěma proměnnými. Jak postupovat v tomto případě? Můžeme jít dvěma způsoby: První výpočet zrychlení nahrazením dat do vzorce V = Vo - u nebo expresní ven zrychlení a nahradit ji ve vzorci vzdálenosti. Použijeme první metodu.

Konečná rychlost je tedy nulová. Výchozí bod je 4 metry za sekundu. Převedením odpovídajících veličin na levou a pravou stranu rovnice získáme výraz pro zrychlení. Zde je: a = Vo / t. Tím se ve čtverci rovná 0,8 metru za sekundu a bude mít brzdný charakter.

Pojďme do vzorce vzdálenosti. V něm jednoduše nahradíme data. Dostáváme odpověď: brzdná dráha je 10 metrů.