Kinematiikka

Selitämme, mikä kinematiikka on, mitä tutkimuksia, sen periaatteita ja annamme useita esimerkkejä

Kinematiikka tutkii korin pallon liikettä. Yksinkertainen malli olettaa, että se on hiukkas

Mikä on kinematiikka?

Se kinematiikka Klassisen fysiikan haara käsittelee vain Ruumiiden liike, ottamatta huomioon tämän liikkeen aiheuttamia vuorovaikutuksia.

Kehon liike yleensä voi hajota kahdessa: Käännösliike ja kierto. Mutta jos esine on tarpeeksi pieni, melkein taipumus pisteeseen, niin liike on vain translaatio, minkä vuoksi hiukkasten käsite on hyödyllinen fysiikassa.

Fysiikassa hiukkas on materiaalipiste, toisin sanoen taikinapiste. Laajan kehon liikkumisen kuvaus voi olla monimutkainen, mutta se on melko yksinkertaistettu, jos tarkastellaan massakeskuksen pistettä, koska tämä kohta käyttäytyy ikään kuin koko massa olisi keskittynyt siihen.

Jos esine on symmetrinen ja homogeeninen, massan keskipiste osuu sen geometrisen keskuksen kanssa.

Esimerkiksi kuun translaatioliike maapallon suhteen on kuun keskipisteen liike. Samoin, jos halusit kuvata koripallopallon liikettä, se riittää kuvaamaan taikinakeskuksen liikettä, pistettä, joka edustaa koko pallon translaatioliikettä.

Elokuvaperiaatteet

Translaatiokinematiikka on kuvaus materiaalin taikinapisteen liikkeestä m, nimeltään "hiukkas".

Hiukkasen paikantaminen vaatii Referenssijärjestelmä, toisin sanoen piste, josta hiukkaset havaitaan.

Se voi palvella sinua: Pluto (Dwarf Planet)

Kolme molemminpuolisesti kohtisuora -akselia, nimeltään Cartesian akselit, jotka määrittelevät avaruuspisteen sijainnin koordinaattijärjestelmän kautta kulkevan vertailujärjestelmän läpi koordinaattijärjestelmän kautta.

Järjestelmän tai referenssikehyksen lisäksi määritetään seuraavat kinemaattiset suuruudet, joiden kanssa liikettä kuvataan:

• Asema Hiukkasista tietyssä havaintohetkellä vektori alkaa vertailujärjestelmän alkuperästä ja menee sen sijaintiin. Tämä vektori riippuu avaruuskoordinaateista, jotka puolestaan ​​riippuvat ajasta.
• Nopeus Se on seuraava kiinnostava elokuvamäärä, joka on mittausyksikkömuutoksen mittaus. Tajuaa kuinka nopeasti tai muuttuja liike on.
• Kiihtyvyys, määritelty nopeudenmuutoksena aikayksikköä kohti. Klassisessa mekaniikassa kiihtyvyys on verrannollinen hiukkasen nettovoimaan, ja se on oman massan suhteellisuusvakio.

Kinematiikan liiketyypit

Kinematiikassa liiketyypit luokitellaan suuntauksen ja kiihtyvyysarvon mukaan. Tällä tavoin seuraavat liiketyypit erotetaan:

1. Yhtenäinen suorakulmainen liike (MRU): Kun suuntaus on suora ja kiihtyvyys on nolla.
2. Tasaisesti kiihdytetty suoraviivainen liike (MRUA): Jos hiukkas seuraa suoraa linjaa ja kiihtyvyys on vakio ja yhdensuuntainen nopeudella.
3. Tasaisesti viivästynyt suoraviivainen liike (MRUR): Kun suuntaus on viiva, mutta kiihtyvyyspisteet nopeuden vastaisesti.
4. Parabolinen liike: Se on pystysuoran tason liike, joka johtaa paraboliseen suuntaukseen ja tapahtuu, kun esine heitetään ilmaan. Parabolinen liike on yhtenäisen vaakasuoran suoraviivaisen liikkeen ja kiihtyneen pystysuoran liikkeen superpositio.
5. Yhtenäinen pyöreä liike (MCU): Se tapahtuu, kun hiukkas liikkuu ympyrässä, kuvaavat yhtä suuria kaaria yhtäläisinä aikoina.
6. Tasaisesti kiihtynyt pyöreä liike (MCUA)-.

Voi palvella sinua: pitkittäiset aallot: ominaisuudet, erot, esimerkit Yhdenmukaisessa suorakulmiossa liikkuvat liikkuvat matkustavat yhtä suuret etäisyydet yhtäläisinä aikoina, kuten kuvassa todetaan

Elokuvateatterit

Nopeus ja nopeus

Nopeus on mitta, jolla esineen sijainti muuttuu. Muutamalla tarkalla ehdolla voidaan sanoa, että yksi auto menee nopeammin kuin toinen, jos sen sijainti muuttuu enemmän samalla ajanjaksolla.

Nopeus on etäisyyden ajamisen välillä kulkevan matkan osuus.

Esimerkiksi kaksi urheiluautoa menee, yksi keltainen ja muut punaiset autot.

Tien rannalla oleva tarkkailija mittaa jokaiselle 500 m: n osion kuluttamiseen kuluu ajan ja huomasi, että keltainen auto kesti 10 sekunnin ajan, kun taas punainen kesti 25 s.

Joten keltaisen auton nopeus on:

500 m/10 s = 50 m/s = 180 km/h

Punaisen auton nopeus on:

500 m/25 s = 20 m/s = 72 km/h

Tarkkailija on varma, että keltainen auto menee nopeammin kuin punainen. Autojen nopeuden tuntemiseksi on kuitenkin myös tiedettävä liikkeen suunta.

Jos tarkkailija toteaa, että vasemmalta oikealle on positiivinen suunta ja keltainen auto menee siihen suuntaan, sen nopeus on +180 km/h.

Mutta jos punainen auto tulee vastakkaiseen suuntaan, sen nopeus on -72 km/h.

Välitön nopeus ja keskimääräinen nopeus

Kun objektit liikkuvat, voi olla välittömiä vaihtelut niiden nopeudella, itse asiassa se on yleisin tilanne.

Voi palvella sinua: negatiivinen kiihtyvyys: kaavat, laskenta ja ratkaisut harjoitukset

Esimerkiksi hetkessä, kun otetaan huomioon 50 km/h auton nopeusmittari, mutta vähitellen sen arvo laskee jopa 0 km/h punaisen liikenteen valon takia. Sitten valo muuttuu vihreään ja nopeusmittari alkaa nousta arvoon 40 km/h ja pysyy näin, kunnes auto pysähtyy uudelleen.

Tällaisessa tapauksessa nopeus muuttuu joka hetki.

Jos edellinen reitti tehtiin yhteensä 60 minuutin ajan ja kulkenut kokonaismatka oli 20 km, niin keskimääräinen nopeus oli:

20 km/ 60 min = 20 km/ 1 h = 20 km/ h.

Mutta tämän lisäksi keskimääräinen nopeus ei ilmoita välin tapahtuneista muunnelmista.

Kiihtyvyys

Kiihtyvyys on nopeuden muutos aikayksikköä kohti. Nopeus voi muuttua:

• Nopeus
• Suunta
• Molemmat samaan aikaan

Vapaasti putoamiseen kuuluvat esineet kiihtyvyyteen, koska joka hetki heidän nopeudensa on lisääntynyt. Runkojen kiihtyvyys maan pinnalla on suunnilleen g = 10 m/s², mikä tarkoittaa, että nopeus putoamisen aikana kasvaa 10 m/s jokaisesta sekunnista.

Esimerkiksi esine, joka vapautuu lepokauden ajan 2 sekunnin ajan, saa nopeuden 20 m/s, ja se on 20 metrin väheneminen etäisyys.

Mutta jos lasku tapahtuu 4 sekunnin ajan, niin se saa nopeuden 40 m/s ja sen laskeutumisen aikana kulkenut etäisyys on selvästi suurempi: 80 m.