Kinematika dari titik materi: konsep dasar, unsur-unsur

Topik artikel kita hari ini akan menjadi kinematika dari titik materi. Apa itu semua tentang? konsep apa yang muncul di dalamnya, dan apa definisi harus diberikan untuk istilah ini? Ini dan banyak pertanyaan lain hari ini dan kami akan mencoba untuk menjawab.

Mendefinisikan konsep

Titik kinematika material tidak lain dari ayat fisika berjudul "Mekanika". Dia, pada gilirannya, mempelajari hukum gerak dari berbagai badan. Kinematika dari titik materi juga terlibat dalam tugas ini, tapi tidak secara umum. Bahkan, sub-bagian ini membahas metode yang menggambarkan gerak tubuh. Dalam penelitian ini hanya cocok untuk yang disebut tubuh ideal. Ini termasuk: titik materi, tubuh kaku dan gas ideal. Pertimbangkan konsep secara rinci. Kita semua tahu dari sekolah bahwa titik materi disebut tubuh, ukuran yang dalam situasi tertentu dapat diabaikan. By the way, kinematika gerak translasi dari titik materi mulai muncul untuk pertama kalinya dalam buku teks kelas tujuh pada fisika. Ini adalah cabang yang paling sederhana, sehingga untuk mulai kenalan dengan ilmu pengetahuan, dengan bantuan yang paling nyaman. Sebuah isu yang terpisah adalah, apa saja elemen dari kinematika dari titik materi. Mereka cukup banyak, dan mereka dapat kondisional dibagi menjadi beberapa tingkat dengan kesulitan yang berbeda untuk memahami. Jika kita berbicara, misalnya, vektor jari-jari, kemudian, pada prinsipnya, dalam definisi apa-apa prohibitively kompleks. Namun, setuju bahwa itu jauh lebih mudah untuk memahaminya adalah untuk siswa dari rata-rata siswa atau sekolah tinggi. Dan terus terang, tidak ada kebutuhan untuk menjelaskan fitur dari siswa SMA jangka.

Sejarah singkat kinematika

Bertahun-tahun yang lalu, Aristoteles besar dikhususkan bagian terbesar dari waktu luangnya belajar dan menggambarkan fisika sebagai ilmu terpisah. Secara khusus dia bekerja pada kinematika, mencoba untuk hadir ke poin utama dan konsep-konsep, satu atau lain cara yang digunakan dalam upaya untuk memecahkan tugas-tugas praktis dan bahkan duniawi. Aristoteles memberikan ide awal apa saja elemen dari kinematika dari titik materi. kerja dan tulisan-tulisannya sangat berharga bagi seluruh umat manusia. Namun demikian, dalam kesimpulannya, itu membuat sejumlah besar kesalahan, dan masalah ini adalah bahwa ada beberapa kesalahan dan kesalahan. Karya-karya Aristoteles pada masanya menjadi tertarik pada ilmuwan lain - Galileo Galilei. Salah satu tesis mendasar dikemukakan oleh Aristoteles, membaca bahwa gerakan tubuh terjadi hanya dalam kasus jika ditindaklanjuti beberapa kekuatan, ditentukan oleh intensitas dan arah. Galileo membuktikan bahwa ini adalah kesalahan. Force akan mempengaruhi pengaturan kecepatan, tapi tidak lebih. Italia menunjukkan bahwa gaya adalah penyebab percepatan, dan dapat hanya saling dengan itu. Galileo Galiley juga membayar perhatian yang cukup untuk mempelajari proses jatuh bebas, membawa hukum yang relevan. Mungkin semua orang ingat tentang percobaan yang terkenal, yang ia menghabiskan di Menara Pisa. Dalam karya-karyanya, dasar-dasar solusi kinematik digunakan dan fisikawan Ampere.

konsep awal

Seperti disebutkan sebelumnya, kinematika cara mengeksplorasi untuk menggambarkan gerak benda ideal. Dalam prakteknya, dasar-dasar dapat diterapkan analisis matematika, aljabar biasa dan geometri. Tapi apa adalah konsep (konsep ini, dan tidak ada definisi dan nilai-nilai parametrik) berada di jantung dari ayat ini fisika? Pertama, setiap orang harus jelas memahami bahwa kinematika gerak translasi dari gerakan titik materi mempertimbangkan termasuk kinerja listrik. Artinya, untuk memecahkan masalah yang relevan, kita tidak perlu rumus terhubung dengan listrik. Hal ini tidak dianggap kinematika, tidak peduli berapa banyak dari mereka ada - satu, dua, tiga, bahkan ratusan ribu. Namun demikian, keberadaan percepatan namun menyediakan. Di sejumlah titik kinematika gerakan masalah bahan mengatur menentukan nilai percepatan. Namun, penyebab fenomena ini (yaitu, kekuatan dan sifat mereka) tidak dianggap, dan dihilangkan.

klasifikasi

Kami menemukan bahwa kinematika mengeksplorasi dan berlaku metode untuk menggambarkan gerak tubuh tanpa memperhatikan gaya yang bekerja pada mereka. Kebetulan, tugas ini telah melakukan untuk sub-mekanik lainnya, yang disebut dinamika. Sudah ada digunakan hukum Newton, yang memungkinkan dalam praktek untuk menentukan cukup parameter dengan sejumlah kecil data awal dikenal. konsep dasar kinematika dari titik materi - itu adalah ruang dan waktu. Dan sehubungan dengan perkembangan ilmu pengetahuan pada umumnya dan di lapangan, ada pertanyaan tentang kesesuaian kombinasi tersebut.

Sejak awal, ada kinematika klasik. Kita dapat mengatakan bahwa itu adalah khas tidak hanya keberadaan kedua kesenjangan temporal dan spasial, tetapi mereka independen dari pilihan frame tertentu acuan. By the way, kita akan berbicara tentang nanti. Sekarang, hanya menjelaskan tentang apa itu. Interval spasial dalam kasus ini akan dianggap sebagai segmen, waktu - interval. Tampaknya bahwa segala sesuatu harus jelas. Sekarang, kesenjangan ini akan dipertimbangkan dalam kinematika klasik mutlak invarian, dengan kata lain, independen dari transisi dari satu frame ke yang lain. Apakah bisnis kinematika relativistik. Ini interval ketika beralih antara kerangka acuan dapat bervariasi. Adalah bijaksana untuk bahkan mengatakan bahwa mereka tidak bisa, dan harus, mungkin. Karena simultanitas ini dua peristiwa acak juga menjadi relatif dan tunduk pada pertimbangan khusus. Oleh karena itu dalam kinematika relativistik dari dua konsep - ruang dan waktu - digabungkan menjadi satu.

Kinematika titik materi: kecepatan, akselerasi, dan nilai lainnya

Untuk setidaknya sedikit untuk memahami fisika ayat ini, Anda harus menavigasi konsep yang paling penting, tahu definisi dan mewakili apa yang merupakan secara umum, satu atau nilai lainnya. Tidak ada yang rumit tentang hal itu benar-benar, itu sangat mudah dan sederhana. Pertimbangkan, mungkin, untuk memulai dengan konsep-konsep dasar yang digunakan dalam masalah kinematika.

gerakan

gerakan mekanis, kita asumsikan sebuah proses di mana satu atau lain objek diidealkan mengubah posisinya dalam ruang. Dalam hal ini, kita dapat mengatakan bahwa perubahan itu dalam kaitannya dengan badan-badan lain. Hal ini diperlukan untuk memperhitungkan fakta bahwa pada saat yang sama terjadi dan pembentukan interval waktu tertentu antara dua peristiwa. Sebagai contoh, akan mungkin untuk mengalokasikan interval tertentu dibentuk untuk waktu yang telah berlalu antara tubuh berasal dari satu posisi ke posisi lain. Perhatikan juga bahwa tubuh dan dengan demikian dapat berinteraksi satu sama lain, sesuai dengan hukum umum mekanika. Ini adalah apa yang sering beroperasi kinematika dari titik materi. Sistem referensi - konsep berikut, yang terkait erat dengan itu.

koordinat

Mereka bisa disebut data biasa yang memungkinkan kita untuk menentukan posisi tubuh pada setiap titik waktu tertentu. Koordinat yang terkait erat dengan konsep sistem referensi dan grid koordinat. Dalam kebanyakan kasus adalah kombinasi dari huruf dan angka.

vektor radius

Dari nama itu harus jelas bahwa itu adalah. Namun demikian, mari kita bicara lebih lanjut tentang hal itu. Jika titik bergerak sepanjang jalan, dan kita tahu awal frame tertentu acuan, adalah mungkin untuk memegang vektor posisi pada waktu tertentu. Dia akan bergabung dengan posisi awal dari titik dengan seketika atau terbatas.

path

Ini akan disebut garis kontinu yang diletakkan sebagai akibat dari gerak partikel dalam kerangka diberikan acuan.

Kecepatan (kedua linear dan angular)

Nilai ini, yang dapat memberitahu seberapa cepat tubuh mengalami masa jarak.

Percepatan (dan sudut dan linier)

Hal ini menunjukkan bawah hukum apa dan bagaimana intensif perubahan tubuh pengaturan kecepatan.

Mungkin, di sini mereka - elemen utama dari kinematika dari titik materi. Perlu dicatat bahwa baik kecepatan dan percepatan yang jumlah vektor. Ini berarti bahwa mereka tidak hanya memiliki efek demonstrasi, tetapi juga arah tertentu. By the way, mereka dapat diarahkan dalam satu arah dan sebaliknya. Dalam kasus pertama, tubuh akan dipercepat dalam kedua - untuk memperlambat.

Tugas-tugas sederhana

Kinematika dari titik materi (kecepatan, akselerasi dan jarak yang hampir konsep dasar) memiliki bahkan fakta bahwa sejumlah besar masalah, dan banyak dari mereka dalam kategori yang berbeda. Mari kita mencoba untuk memecahkan tugas yang cukup sederhana untuk menentukan jarak yang ditempuh oleh tubuh.

Misalkan kondisi yang kita miliki di tangan, sebagai berikut. Pengemudi mobil berdiri di garis start. operator menyediakan bendera sinyal visual dan mobil lepas landas secara dramatis. Menentukan apakah rekor baru di pengendara kompetisi akan dapat, jika jarak yang sama dengan seratus meter, pernah pemimpin dalam 7,8 detik. Percepatan kendaraan yang diambil sama dengan 3 meter, dibagi dengan kedua persegi.

Jadi, bagaimana memecahkan masalah yang sama? Hal ini cukup menarik, karena kita dituntut untuk tidak "kering" definisi parameter tertentu. Dia cerah dan ternyata situasi tertentu yang diversifikasi solusi proses dan indeks pencarian. Tapi apa yang kita harus dipandu sebelumnya, bagaimana mendekati tugas?

1. Kinematika dari titik bahan melibatkan penggunaan dalam kasus percepatan.

2. Hal ini diasumsikan keputusan dengan menggunakan rumus jarak, karena tampaknya dalam kondisi nilai numerik.

Kami memecahkan masalah sama sekali mudah. Untuk mengambil rumus jarak ini: S = vot + (-) DI ^ 2/2. Apa artinya? Kita perlu tahu berapa banyak waktu akan berlalu jarak pembalap yang ditunjuk, dan kemudian membandingkan indeks dengan rekor untuk mengetahui dia akan mengalahkan dia atau tidak. Untuk melakukan ini, kita menyisihkan waktu baginya untuk mendapatkan rumus: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Hal ini tidak lain dari persamaan kuadrat. Namun mobil lepas landas, itu berarti bahwa kecepatan awal sama dengan 0. Ketika keputusan persamaan diskriminan akan sama dengan 2400 harus dihapus karena akar waktu pencarian. Make up ke tempat desimal kedua: 48,98. Kami menemukan akar persamaan: 48,98 / 6 = 8.16 detik. Ternyata bahwa pengemudi tidak akan mampu mengalahkan rekor yang ada.