Šta kinematika proučava? Koncepti, količine i zadatak

Šta kinematika proučava? Sa ovim pitanjem, studenti sedmog razreda skoro odmah susreću, tek započinju studiju fizike. Danas ćemo pričati o tome šta studija kinematike, koji su pojmovi najvažniji u njemu. Da razmotrimo slučajeve i osnove ovog odeljka fizike, shvatićemo koje formule se mogu koristiti u njemu iu kojim slučajevima to treba učiniti.

Šta mehanika, kinematika, dinamika proučavaju?

Pre svega, crtamo, tako reći, linije razgraničenja između ova tri koncepta. Mehanika je jedan od fizičkih sekcija. O tome možete reći da sami mehaničari proučavaju zakone pokretnih tela. Ali čitalac može pronaći slične definicije čak i kada je u pitanju kinematika sa dinamikom.

Kakva je razlika?

Pokušajmo prvo saznati šta ta kinematika proučava i koja je ta nauka. Zapravo, kinematika nikada nije bila nezavisna. To nije ništa drugo nego deo mehanike. Postoji samo tri: kinematika, dinamika i statika. Sve ove tri sekcije su jednako povezane sa mehaničkom kategorijom, odnosno proučavaju interakcije tela i karakteristike njihovog raseljavanja. Međutim, svaka od njih ima karakteristične karakteristike.

Suptilnosti ovih sekcija

Kinematika je verovatno najinteresantniji deo sa stanovišta rješavanja problema. Veliki broj kombinatornih rešenja, stvarno ogroman prostor za njihovo planiranje - sve ovo postaje kamen temeljac na kome se zasniva popularnost kinematike. Inače, otvarajući čak i testove za pripremu ispita u 9. razredu, možemo se odmah zaustaviti na jednostavnim primjerima. Govoreći o tome šta Kinematika studira, možemo pomenuti da razmatra osobine kretanja tela bez uzimanja u obzir sila interakcije.

Malo komplikovanija je situacija sa takvom sekcijom mehanike kao dinamikom. Takođe razmatra kretanje tela i odgovarajuće količine. Ovo, na primer, brzina, rastojanje, vreme. Ali se pojavljuju i brojni izrazi trećih strana. Ovde se jednostavni zakoni kretanja ne isključuju, morate uzeti u obzir mehanički sistem uzimajući u obzir sile koje deluju na to ili ono telo. Ali statika već proučava pravila ravnoteže u mehaničkim sistemima. Ne postoje samo tela, već ručice i drugi elementi.

Koji je temelj kinematike?

Dakle, saznali smo da kinematika proučava kretanje tela bez obzira na snage koje deluju na materijalnim tačkama. Ali šta je bila osnova ovog odeljka mehanike, pored osnovnih zakona? Koncepti i definicije su, naravno, dobri, ali ne možemo koristiti jednu teoriju za rešavanje problema. Bar, da bi postigli pozitivan ili konačan rezultat, morat ćemo se pribjegavati formulama. Da bismo to uradili, prvo ćemo razumeti vrednosti koje će se pojaviti u njima.

Osnovne količine korištene u problemima u kinematici

Za početak, želimo da podsetimo čitaoce da mogu imati izuzetan karakter. Počnimo sa jednostavnom vrednošću, koju nazivamo rastojanjem. Ovo je skalarna količina. To jest, imajući samo određenu vrijednost. Tri metra, koja je zavrljila loptom. 25 metara, koji je plovio sportista. Deset kilometara, putovao je čovekom cijeli dan. Sve ovo su numeričke vrednosti količine, koje nazivamo rastojanjem.

Malo se razlikuje od brzine i ubrzanja, koji u kinematici (i zapravo uopšte) imaju dvostruku prirodu. S jedne strane, možemo dobiti brzinu numeričku vrijednost. Neka bude pet, deset, dvadeset metara u sekundi. Ali u stvari brzina ima pravac. To se poklapa sa pravcem kretanja tela, očigledno je. Isto važi i za ubrzanje. Međutim, brzina i ubrzanje mogu biti usmereni u različitim pravcima. U ovom slučaju telo će usporiti. Zamislite da se automobil upravo kreće, s svakom drugom brzinom. Dakle, brzina i ubrzanje su usmereni u jednom pravcu, zbog čega se brzina tela povećava sa svake sekunde. Ali kada dođe do kočenja, vektori postaju usmereni u različitim pravcima.

Kinematika je deo mehanike koji proučava kretanje tela. Ali šta može biti studija ako ne koristimo vremenske intervale za ovo? Evo je - još jedna vrijednost koja se koristi za rješavanje problema i opisivanje zakona u ovom dijelu fizike. To, zajedno sa rastojanjem, ubrzanjem i brzinom, uključeno je u neke formule najčešće korišćene za donošenje rešenja. Hajde da razmotrimo prilično jednostavan zadatak na ovu temu, kako bi konačno konsolidovali u praksi teoriju dobijenu ranije tokom teksta.

Cilj

Da biste testirali karakteristike automobila, odabrana je stotinjak metara dužine idealnog puta. Poznato je da njegovo ubrzanje iznosi pet metara u sekundi na kvadratu. Saznajte koliko dugo će automobil proći kroz navedeno rastojanje, uzimajući u obzir da kretanje počinje od stanja odmora.

Dakle, pošto je kinematika deo mehanike koja proučava zakone kretanja tela, koristićemo odgovarajuće formule. U opštem slučaju, izgleda ovako: S = V _o T + (-) (na ^ 2) / 2. Ali za naš zadatak ćemo promeniti formu. Kaže se da kretanje počinje od stanja odmora. Dakle, inicijalna brzina je nula. Shodno tome, proizvod brzine za vrijeme V _o T će biti nula. Kada auto ubrza, znak "+" je inherentan u formuli. Kao rezultat, uzima se sledeći oblik: S = (at ^ 2) / 2.

Zatim, izražavamo kvadrata vremena. Zbog ovoga, pomnožimo obe strane rezultirajuće jednačine za dva da bi je ponovo napisali. Sada podelimo udvostručenu udaljenost u ubrzanje. Poslednji korak za izraz biće ekstrakcija kvadratnog korena iz ovog izraza. Pa, pojednostavili smo formulu koliko god je to moguće. Sada izgleda ovako: T = sqrt (2S / a). Ostaje samo da se zamene brojevima. Kao rezultat, dobijamo da je automobil prošao ovo rastojanje u vremenu jednakom oko 6,32 sekunde.