Concepte de bază ale cinematicii și ecuațiilor

Care sunt conceptele de bază ale cinematicii? Ce fel de știință este aceasta și ce studiază ea? Astăzi vom vorbi despre ce este cinematica, ce concepte de bază ale cinematicii au loc în sarcini și ce înseamnă ei. În plus, să vorbim despre valorile cele mai des abordate.

Cinematica. Concepte și definiții de bază

În primul rând, să vorbim despre ce este. Una dintre cele mai studiate secțiuni ale fizicii în cadrul școlii este mecanica. Urmează ordinea nedeterminată fizica moleculara, electricitate, optică și alte secțiuni, cum ar fi, de exemplu, fizica nucleară și atomică. Dar să ne uităm mai îndeaproape la mecanici. acest secțiunea fizică este implicat în studiul mișcării mecanice a corpurilor. Ea stabilește anumite regularități și își studiază metodele.

Cinematica ca parte a mecanicii

Acesta din urmă este împărțit în trei părți: cinematică, dinamică și staticii. acestea trei podnauki, dacă pot fi numite astfel, au unele caracteristici. De exemplu, statica studiază regulile de echilibru ale sistemelor mecanice. Imediat vine în minte asocierea cu scalele. Dinamica studiază legile mișcării corpurilor, dar în același timp, atrage atenția asupra forțelor care acționează asupra lor. Dar cinematica este angajată în același lucru, numai în considerare de forță nu sunt acceptate. În consecință, masa acelorași corpuri nu este luată în considerare în probleme.

Concepte de bază ale cinematicii. Mișcarea mecanică

Subiectul din această știință este punct material. Înseamnă un corp al cărui dimensiuni, în comparație cu un anumit sistem mecanic, pot fi neglijate. Acest corp așa-zis numit idealizat, asemănător unui gaz ideal, care este luat în considerare în secțiunea de fizică moleculară. În general, conceptul de punct material, atât în ​​mecanică în general, cât și în kinematică în particular, joacă un rol destul de important. Cele mai des considerate așa-numitele mișcare înainte.

Ce înseamnă aceasta și cum poate fi aceasta?

De obicei, mișcările sunt împărțite în rotație și translație. Concepte de bază ale cinematicii mișcare înainte sunt asociate în principal cu valorile utilizate în formule. Despre ei vom vorbi mai târziu, dar pentru moment să revenim la tipul de mișcare. Este clar că, dacă vorbim de rotație, corpul se rotește. În consecință, mișcarea de translație va fi menționată ca mutarea corpului într-un plan sau liniar.

Baza teoretică pentru rezolvarea problemelor

Cinematica, conceptele de bază și formule care ia în considerare acum are un număr mare de sarcini. Acest lucru se realizează prin combinatorice obișnuite. Una dintre metodele de diversitate aici este schimbarea condițiilor necunoscute. Una și aceeași problemă poate fi reprezentată într-o altă lumină, schimbând pur și simplu scopul soluției sale. Este necesar să găsim distanța, viteza, timpul, accelerația. După cum puteți vedea, opțiunile sunt întreaga mare. Dacă conectăm condițiile de cădere liberă, spațiul devine pur și simplu de neimaginat.

Valori și formule

Mai întâi de toate, să facem o rezervă. După cum se știe, cantitățile pot avea o natură dublă. Pe de o parte, o anumită valoare poate corespunde unei anumite valori numerice. Dar, pe de altă parte, poate avea o direcție de distribuție. De exemplu, un val. În optică, întâlnim o astfel de noțiune ca lungimea de undă. Dar dacă există o sursă de lumină coerentă (același laser), atunci avem de-a face cu un fascicul de valuri plane-polarizate. Astfel, valul va corespunde nu numai unei valori numerice care indică lungimea sa, ci și o anumită direcție de propagare.

Un exemplu clasic

Cazuri similare sunt o analogie în mecanică. Să spunem că avem un cărucior înaintea noastră. Prin natura mișcării, putem determina caracteristicile vectorului vitezei și accelerației sale. Pentru a face acest lucru într-o mișcare înainte (de exemplu, pe o podea plată) va fi un pic mai dificil, deci vom lua în considerare două cazuri: atunci când căruciorul se rostogolește și când se rostogolește.

Deci, să ne imaginăm că căruciorul merge pe o pantă mică. În acest caz, aceasta va încetini dacă forțele externe nu acționează asupra ei. Dar, în situația inversă, și anume, atunci când căruciorul coboară de sus, se va accelera. Viteza în două cazuri este îndreptată spre locul în care se mișcă obiectul. Acest lucru ar trebui luat ca regulă. Dar accelerația poate schimba vectorul. Când este decelerată, este îndreptată spre partea opusă pentru vectorul de viteză. Acest lucru explică încetinirea ritmului. Un lanț logic similar poate fi aplicat celei de-a doua situații.

Valorile rămase

Tocmai am vorbit despre faptul că în cinematic funcționăm nu numai cu cantități scalare, ci și cu cantități vectoriale. Acum vom face un nou pas înainte. În plus față de viteza și accelerația în rezolvarea problemelor, se aplică astfel de caracteristici precum distanța și timpul. Apropo, viteza este împărțită în momentul inițial și instant. Primul dintre acestea este un caz special al celui de-al doilea. Viteza instantanee - aceasta este viteza care poate fi găsită în orice moment. Și cu cel inițial, probabil, totul este clar.

sarcină

O parte considerabilă a teoriei a fost studiată de noi mai devreme în paragrafele precedente. Acum rămâne doar să dăm formulele de bază. Dar vom face și mai bine: nu vom lua în considerare doar formulele, ci le vom aplica și în rezolvarea problemei pentru a consolida în final cunoștințele dobândite. În kinematică, se utilizează un întreg set de formule, combinând care, se poate obține tot ce este necesar pentru a rezolva. Dăm problema cu două condiții pentru a înțelege complet acest lucru.

Ciclista frânează după trecerea liniei de sosire. Pentru o oprire completă, l-au luat cinci secunde. Aflați cu ce accelerare a frânat și de ce distanța de frânare a reușit să treacă. Distanța de frânare fi considerat liniar, se presupune că viteza finală este zero. În momentul trecerii liniei de sosire, viteza a fost de 4 metri pe secundă.

De fapt, sarcina este destul de interesantă și nu la fel de simplă cum ar părea la prima vedere. Dacă încercăm să luăm formulele de distanță în kinematică (S = Vot + (-) (la ^ 2/2)), atunci nu se va produce nimic, deoarece vom avea o ecuație cu două variabile. Cum să acționăm în acest caz? Putem merge în două moduri: mai întâi calculați accelerația înlocuind datele în formula V = Vo - sau exprimați de acolo accelerația și înlocuiți-o cu formula de distanță. Să folosim prima metodă.

Deci, viteza finală este zero. Punctul de pornire este de 4 metri pe secundă. Prin transferarea cantităților corespunzătoare la părțile stângi și drepte ale ecuației, obținem expresia pentru accelerare. Aici este: a = Vo / t. Astfel, va fi egal cu 0,8 metri pe secundă într-un pătrat și va purta un caracter de frânare.

Să mergem la formula distanței. În ea pur și simplu înlocuiți datele. Avem răspunsul: distanța de oprire este de 10 metri.