Kinematika

Pojasnjujemo, kaj je kinematika, kakšne študije, njegovih načel in daje več primerov

Kinematika preučuje gibanje kroglice košare. Preprost model domneva, da gre za delček, ki ga predstavlja njegovo središče mase

Kaj je kinematika?

The Kinematika To je veja klasične fizike, ki se ukvarja le z opisom Gibanje teles, brez upoštevanja interakcij, ki so povzročile to gibanje.

Gibanje telesa na splošno se lahko razgradi na dva: Prevodno gibanje in vrtenje. Če pa je predmet dovolj majhen, se skoraj nagiba do točke, potem je gibanje samo translacijsko, zato je koncept delcev uporaben pri fiziki.

V fiziki je delček materialna točka, torej testo. Opis gibanja obsežnega telesa je lahko zapleten, vendar je precej poenostavljen, če upoštevamo točko, imenovano središče mase, saj se ta točka obnaša, kot da bi bila v njem koncentrirana celotna masa.

Če je objekt simetričen in homogeni, središče mase sovpada z njegovim geometrijskim središčem.

Na primer, translacijsko gibanje lune glede na zemljo je gibanje osrednje točke lune. Podobno je, če želite opisati gibanje košarkarske žoge, je dovolj, da opišete gibanje njenega testa, točka, ki predstavlja translacijsko gibanje celotne žoge.

Kinematografska načela

Translacijska kinematika je opis gibanja materialne točke testa m, imenovan "delček".

Za iskanje delca zahteva Referenčni sistem, to je točka, iz katere opazimo delček.

Lahko vam služi: Pluton (pritlikavi planet)

Tri medsebojno pravokotne osi, imenovane kartezijanske osi, ki služijo za določitev položaja točke v prostoru skozi koordinatni sistem skozi referenčni sistem prek koordinatnega sistema.

Poleg sistema ali referenčnega okvira so opredeljene tudi naslednje kinematične velikosti, s katerimi je opisano gibanje:

• Položaj delca je v določenem trenutku opazovanja vektor, ki sega iz izvora referenčnega sistema in gre na njegovo lokacijo. Ta vektor je odvisen od koordinat vesolja, ki so odvisne od časa.
• Hitrost To je naslednja filmska količina zanimanja, ki je merilo spremembe položaja na enoto časa. Spozna, kako hitro ali spremenljivo je gibanje.
• Pospešek, opredeljena kot sprememba hitrosti na enoto časa. V klasični mehaniki je pospešek sorazmeren z neto silo na delcu, ki je konstanta sorazmernosti lastna masa.

Vrste gibanja v kinematiki

V kinematiki so vrste gibanja razvrščene glede na vrednost poti in pospeška. Na ta način se razlikujejo naslednje vrste gibanja:

1. Enotno pravokotno gibanje (MRU): Ko je usmeritev ravna črta in je pospešek nič.
2. Enakomerno pospešeno pravokotno gibanje (MRUA): Če delček sledi ravni črti in je pospešek konstanten in vzporeden s hitrostjo.
3. Enakomerno zapoznelo pravokotno gibanje (MRUR): Ko je usmeritev črta, vendar pospeševanje kaže v smeri v nasprotju s hitrostjo.
4. Parabolično gibanje: To je gibanje v navpični ravnini, ki ima za posledico parabolično usmeritev in se pojavi, ko predmet vrže v zrak. Parabolično gibanje je superpozicija enakomernega vodoravnega pravokotnega gibanja in pospešenega navpičnega gibanja.
5. Enotno krožno gibanje (MCU): Pojavi se, ko se delček premika na krogu, v enakih časih opisuje enake loke.
6. Enakomerno pospešeno krožno gibanje (MCUA): To je tisti, ki se pojavi, ko se delček premakne na krog, tako da se potovani lok sčasoma po kvadratnem zakonu poveča.

Vam lahko služi: vzdolžni valovi: značilnosti, razlike, primeri V enotnem pravokotnem gibanju mobilni telefon v enakih časih potuje z enakimi razdaljami, kot je navedeno na sliki

Primeri kinematografije

Hitrost in hitrost

Hitrost je ukrep, s katerim se spremeni položaj predmeta. V nekaj natančnih smislu lahko rečemo, da en avtomobil gre hitreje kot drugi, če se njen položaj v istem časovnem obdobju spremeni.

Hitrost je količnik razdalje med časom, ki se uporablja za potovanje na to razdaljo.

Kot primer gresta dva športna avtomobila, en rumeni in drugi rdeči avtomobili.

Opazovalec na obali ceste meri čas, ki ga potrebuje vsaka, da potuje na 500 m odsek, in ugotovil, da je rumeni avtomobil trajal 10 s, medtem ko je rdeča trajala 25 s.

Torej, hitrost rumenega avtomobila je:

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

Medtem ko ima rdeči avtomobil hitrost:

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

Opazovalec je prepričan, da rumeni avtomobil gre hitreje kot rdeč. Vendar pa je treba poznati hitrost avtomobilov tudi vedeti, kakšna smer gibanja.

Če opazovalec ugotovi, da je od leve proti desni pozitivna smer in rumeni avtomobil gre v to smer, potem bo njegova hitrost +180 km/h.

Če pa rdeči avtomobil pride v nasprotni smeri, bo njegova hitrost -72 km/h.

Trenutna hitrost in povprečna hitrost

Ko se predmeti premikajo, imajo lahko takojšnje razlike v svoji hitrosti, v resnici je to najpogostejša situacija.

Vam lahko služi: negativni pospešek: formule, izračun in rešene vaje

Na primer, v trenutku glede na merilnik hitrosti 50 km/h avtomobila, vendar se njegova vrednost postopoma spusti do 0 km/h zaradi rdečega semaforja. Potem se svetloba spremeni v zeleno in merilnik hitrosti se začne naraščati na vrednost 40 km/h in ostane tako.

V takem primeru se hitrost spreminja vsak trenutek.

Če je bila prejšnja pot opravljena v skupnem času 60 minut in je bila skupna prevožena razdalja 20 km, potem je bila povprečna hitrost:

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

Toda poleg tega povprečna hitrost ne obvešča o spremembah, ki so se zgodile.

Pospešek

Pospešek je sprememba hitrosti na enoto časa. Hitrost se lahko spremeni zaradi sprememb v:

• Hitrost
• Smer
• Oba hkrati

Predmeti, ki padejo v pospeševanje prostega padca, saj se vsak trenutek njihova hitrost poveča. Pospešek teles na zemeljski površini je približno G = 10 m/s², kar pomeni, da se hitrost med padcem poveča za 10 m/s za vsako pretečeno sekundo.

Na primer, predmet, ki se sprosti iz počitka za 2 sekundi padca, pridobi hitrost 20 m/s, kar je zmanjšana razdalja 20 metrov.

Če pa se padec pojavi 4 sekunde, bo pridobil hitrost 40 m/s in razdalja, prevožena med spustom, je očitno večja: 80 m.