Шта је кинематика? Дефиниција и концепт

Опис кретања тела је начин да се у сваком тренутку одреди његова позиција у простору. Шта је кинематика? . Он испитује кретање тела са геометријске стране, не узимајући у обзир узроке, односно силе које га производе .

Дуго времена сва кинематика се заснивала на радовима злогласног Аристотела. Научник је тврдио да је брзина пада било ког тела директно пропорционална његовој тежини и да се не може кретати у одсуству сила. Главни задатак кинематике је математичко одређивање карактеристика кретања тела и њиховог положаја у времену. За презентацију, она не захтева нове почетке и односи се на аксиоме геометрије.

Дефиниција кинематике је: "Ово је подсекција механике која проучава механичко кретање . тијело, али не узима у обзир разлоге који га узрокују . "

Идеализација као истраживачки метод

Шта је кинематика? То је веза која повезује механику и геометрију. Својства физичких тијела, текућих, крутих и плиновитих у механици, чији је дио кинематика, идеализирана су. Кинематиком се чврста твар сматра као апсолутно чврсто тијело. Ие Удаљеност између две честице се не може променити. Течност капања сматра се апсолутно некомпресибилном, итд. Овакав начин идеализације предмета учења и постоји начин научног истраживања.

У природи, све се креће, а оно што можемо посматрати је релативно, али увијек се може апсолутизирати. Кретање целог тела одређено је ако знамо кретање сваке његове тачке. Стога, пре разматрања кретања тела, разматра се кретање тачака. . У природи је слободан пад природан, равномерно убрзан покрет .

Путања тијела која слободно падају зависи од почетног вектора брзине. Ако је бачена строго вертикално надоле, онда је то вертикални вертикални сегмент, а његово кретање је једнолико променљиво.

Увођење појма тачке олакшава истраживање. Проучавање релативног кретања тела и бави се кинематиком. Физика кретања у кругу, на пример, каже да је брзина особе која иде уз ивицу ротирајућег вртуљка једнака векторској суми брзине кретања саме особе и брзине ротације вртуљка. Ово је такозвани закон о додавању брзина.

Закон кретања

Положај тзв. Материјалне тачке одређен је са три координате. Његово кретање је континуирани и континуирани пролаз кроз тачке простора, које се јављају током времена и праћене су промјеном координата. . Његова путања је начин на који се креће .

Кинематика кретања материјалне тачке

Поред идеализованих тела, ова наука је увела концепт материјална тачка као објекат који нестаје и има малу тежину. Кинематика материјалне тачке истражује објекте чије димензије се лако могу занемарити.

Пошто се пре свега проучавају сложени покрети, тј. Ход у два референтна система, који се међусобно померају један у односу на други, кинематика тачке узима у обзир координате свих тачака, убрзање и саму брзину једнаку. И сам координатни систем, који је повезан са референтном тачком, и сат, који броји време, је референтни систем, који одређује положај покретног објекта у тренутку.

Кинематика тачке узима у обзир преваљену удаљеност, брзину, убрзање и померање. Путања - дужина путање описане тачком у одређеном временском интервалу. Померање је вектор који повезује почетну позицију тачке са коначном. Правац брзине ће остати непромењен, а његова вредност, уз неједнако кретање, може да се промени. Праволинијско кретање се назива равномерно променљива у случају када се брзина објекта мења у једнаким временским интервалима.

У случају бесконачно мале масе, та тачка је резултат одвајања објекта од бесконачног броја бесконачно малих честица. У случају коначне масе, тачка је резултат неограничене компресије објекта. Замислите лопту испуњену материјом, чији је радијус сведен на бесконачно малу величину, док је маса сачувана.

Које су брзине?

Апсолутна брзина је она која се посматра у односу на фиксне осе. Релативна је брзина коју та тачка има, ако посматрамо покретне осе, као стационарне. А преносиви је брзина коју једна тачка има, ако је сматрамо фиксном, а осе се крећу.

Дефиниција покрета

Кретање се схвата као континуирана промена положаја тела у времену. Кретање тачке је познато, ако је могуће за сваки произвољни моменат да означи своју позицију у простору.

Аналитичка геометрија пружа различите начине за одређивање положаја тачке у простору користећи посебне геометријске величине, назване координате. То значи да се кретање саме тачке може сматрати континуираном променом њених координата у времену.

Равно и равно кретање

Најједноставнији од свих покрета је онај у коме се растојање с тачке од почетка дуж праве линије мења у односу на време т. Означавајући са с0 растојање тачке у почетном моменту времена од почетка растојања, добијамо једнаџбу равномерног кретања у њеном општем облику:

с = с0 +/- вт,

в в коефицијент пропорционалности. Назива се брзина равномерног кретања и има физичко значење, као мера промене путање са временом.

Форвард мовемент

Кинематика система свој развој дугује геолошком инжењеру Шалу из Француске. Покрет напријед од њега је равна линија у телу које се креће паралелно са самим собом. Форвард мовемент не треба се бркати с изравним. Тело може да се креће прогресивно и закривљено. Праволинијско кретање је само посебан случај транслације. На пример, ос Земље, која описује елипсу, креће се прогресивно.

Сваки покрет који не задовољава услов униформности назива се варијабла. Међутим, свако променљиво кретање у његовим бесконачно малим количинама може се сматрати униформним. Брзина променљивог кретања је брзина униформе, у коју се креће кретање у њеним елементима.

Кинематика: Формуле

Постоје бројне физичке формуле ове науке. Они објашњавају шта је кинематика и дозвољавају нам да сазнамо путању, брзини, убрзању, висини тела, која је бачена вертикално доле или горе, итд. На пример, једначина равномерног праволинијског кретања тачке, када је почетна удаљеност нула, изгледа овако:

с = вт

где је с путања, в је брзина, а т је време.

Слободна брзина пада тела:

в = гт

где је в брзина, г је гравитационо убрзање и т је време.

Историја кинематике

Галилео Галилеи је спровео бројне експерименте на чувеном косом торњу у Писи. Он је учио фрее фалл објекти и њихова инерција. Његово истраживање је само доказало заблуду Аристотелове идеје.

Он је изнио закључке у свом рукопису: "Разговор и математички докази који се односе на двије нове гране знаности које се односе на механику и локални покрет".

Говор Пиерреа Варигнона у говору испред познате Француске академије наука, који је одржао у јануару 1700. године, сматра се рођењем кинематике у облику у којем га познајемо. Истовремено су дефинисани концепти брзине и убрзања у диференцијалном облику.

У 18. веку, Ампер је прво користио варијације рачунања и поставио темеље за независан развој кинематике.

Након што је СРТ развијен (независна теорија релативности), која је показала да простор и вријеме нису апсолутне вриједности, већ брзина има фундаментално ограничење, кинематика је добила нови круг развоја у оквиру релативистичке механике. Она разматра законе кретања честица и тела брзином која се може упоредити са брзином светлости.

Тако смо открили каква је наука кинематика и које истраживачке методе она користи.