Ce studiază cinematica? Concepte, cantități și probleme

Ce studiază cinematica? Cu această problemă au întâmpinat aproape imediat studenții din clasele a șaptea, începând doar studiul fizicii. Astăzi vom vorbi despre ceea ce studiază cinematica, ce concepte sunt cele mai importante în ea. Luați în considerare cazurile și elementele de bază ale acestora secția de fizică, Vom înțelege cu ce formule se pot aplica și în ce cazuri ar trebui să se facă.

Ce se studiază mecanica, cinematica, dinamica?

Mai întâi de toate, să conducem, ca să spunem așa, liniile de demarcație între aceste trei concepte. Mecanica este una dintre secțiunile fizice. Despre asta poți spune că mecanicii însuși studiază legile corpurilor în mișcare. Dar cititorul poate găsi astfel de definiții chiar și atunci când vine vorba de cinematică cu dinamică.

Deci, care este diferența?

Să încercăm să înțelegem mai întâi ceea ce studiază cinematica și ce este această știință. De fapt, cinematica nu a fost niciodată independentă. Nu este altceva decât o secțiune a mecanicii. Există doar trei: cinematică, dinamică și statică. Toate aceste trei secțiuni sunt în egală măsură legate de categoria mecanică, adică studiază interacțiunea corpurilor și caracteristicile deplasării lor. Cu toate acestea, fiecare dintre ele are caracteristici caracteristice.

Subtilitățile acestor secțiuni

Probabil, cinematica este cea mai interesantă secțiune din punctul de vedere al rezolvării problemelor. O mare varietate de soluții combinatorică domeniu de aplicare foarte mare pentru planul lor - totul devine o piatră de temelie pe care să se bazeze popularitatea cinematicii. Apropo, după ce au deschis chiar și testele pentru a se pregăti pentru examenul din clasa a IX-a, putem să facem din întâmplare exemple simple. Vorbind despre ceea ce studiază cinematica, putem menționa că ea ia în considerare trăsăturile mișcării corpurilor fără a ține seama de forțele interacțiunilor.

Un pic mai complicat este situația cu o astfel de secțiune de mecanică, ca dinamica. De asemenea, se ia în considerare mișcarea corpurilor și cantitățile corespunzătoare. Aceasta, de exemplu, viteza, distanța, timpul. Însă apar și o serie de termeni terți. Aici nu puteți scăpa de legile simple ale mișcării, va trebui să luați în considerare sistemul mecanic ținând cont de forțele care acționează asupra acestui corp sau acelui corp. Dar statica studiază deja regulile de echilibru în sistemele mecanice. Nu există doar corpuri, ci pârghii și alte elemente.

Care este baza cinematică?

Deci, am aflat că cinematica studiază mișcarea corpurilor fără a lua în considerare forțele care acționează puncte materiale. Dar care a fost baza acestei secțiuni a mecanicii, pe lângă legile de bază? Conceptele și definițiile sunt, desigur, bune, dar nu putem folosi o teorie pentru a rezolva probleme. Cel puțin pentru a ajunge la un rezultat pozitiv sau final, va trebui să recurgem la formule. Și pentru a face acest lucru, mai întâi vom înțelege valorile care vor apărea în ele.

Cantități de bază folosite în probleme de cinematică

În primul rând, dorim să le reamintim cititorilor că pot avea un caracter extraordinar. Să începem cu o valoare simplă, pe care o numim distanță. Aceasta este o cantitate scalară. Asta este, având doar o anumită valoare. Trei metri, care au rostogolit mingea. 25 de metri, care navigau pe atlet. Zece kilometri, trecuți de un bărbat toată ziua. Toate acestea sunt valori numerice ale cantității, pe care noi o numim distanță.

Un pic diferit de viteza și accelerația, care în cinematică (și într-adevăr, în general) au o dublă natură. Pe de o parte, putem da o viteză numerică. Să fie cinci, zece, douăzeci de metri pe secundă. Dar, de fapt, viteza are direcția. Coincide cu direcția de mișcare a corpului, este evident. Situația este similară cu accelerarea. Cu toate acestea, viteza și accelerația pot fi îndreptate în direcții diferite. În acest caz, corpul va încetini. Imaginați-vă că mașina abia începe să meargă, viteza câștigând în fiecare secundă. În acest caz, viteza și accelerația sunt îndreptate într-o direcție, datorită căreia viteza corpului crește cu fiecare secundă. Dar când se produce frânarea, vectorii devin direcționați în direcții diferite.

Cinematica este o secțiune a mecanicii care studiază mișcarea corpurilor. Dar ce poate fi studiul dacă nu folosim intervale de timp pentru acest lucru? Aici este - o altă valoare folosită pentru a rezolva problemele și a descrie legile din această secțiune de fizică. Aceasta, împreună cu distanța, accelerația și viteza, este inclusă în anumite formule, cele mai des folosite pentru a lua decizii. Să considerăm o sarcină destul de simplă pe această temă, pentru a consolida în practică teoria obținută mai devreme în cursul articolului.

sarcină

Pentru a testa caracteristicile mașinii, este selectată o lungime de o sută de metri a drumului ideal. Se știe că accelerația sa este egală cu cinci metri pe secundă într-un pătrat. Aflați cât timp mașina poate trece prin distanța specificată, ținând seama de faptul că mișcarea pornește de la o stare de repaus.

Deci, deoarece cinematica este o secțiune a mecanicii care studiază legile mișcării corpurilor, vom folosi formulele corespunzătoare. În general, se pare că aceasta: S = V_oT + (-) (la ^ 2) / 2. Dar pentru sarcina noastră vom schimba forma. Se spune că mișcarea începe de la o stare de odihnă. Prin urmare, viteza inițială este zero. În consecință, produsul vitezei pentru un timp v_oT va fi zero. De îndată ce mașina accelerează, semnul "+" este inerent pentru formula. În consecință, aceasta are următoarea formă: S = (la ^ 2) / 2.

Apoi, vom exprima pătratul de timp. Pentru aceasta, înmulțim ambele părți ale ecuației rezultante cu două pentru ao rescrie. Acum, să împărțim distanța dublă în accelerație. Ultimul pas pentru expresie va fi extragerea rădăcinii pătrate din această expresie. Ei bine, am simplificat formula cât mai mult posibil. Acum se arată astfel: T = sqrt (2S / a). Rămâne doar să înlocuiți numerele. Ca rezultat, ajungem că mașina a trecut această distanță pentru un timp egal cu aproximativ 6,32 secunde.