História kinematiky, princípy, vzorce, cvičenia



kinematika je oblasť fyziky (konkrétne klasickej mechaniky), ktorá sa zaoberá štúdiom pohybu tiel bez zohľadnenia jej príčin. Zameriava sa na štúdium trajektórií tiel v priebehu času prostredníctvom použitia veličín, ako je posun, rýchlosť a zrýchlenie.

Niektoré z otázok, na ktoré sa vzťahuje kinematika, sú rýchlosť, ktorou sa vlak pohybuje, čas potrebný na jazdu autobusom na miesto určenia, zrýchlenie požadované letúnom v okamihu vzletu na dosiahnutie rýchlosti potrebnej na vzlet, medzi inými.

Na tento účel sa kinematika uchýli k systému súradníc, ktoré umožňujú opísať trajektórie. Tento systém priestorových súradníc sa nazýva referenčný systém. Fyzika, ktorá sa zaoberá štúdiom pohybov s prihliadnutím na ich príčiny (sily), je dynamická.

index

  • 1 História
    • 1.1 Príspevok Pierra Varignona
  • 2 Čo študuje??
  • 3 Zásady
  • 4 Vzorce a rovnice
    • 4.1 Rýchlosť
    • 4.2 Zrýchlenie
    • 4.3 Jednotný priamy pohyb
    • 4.4 Rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb
  • 5 Vyriešené cvičenie
  • 6 Referencie

histórie

Slovo kinematika má svoj pôvod v gréckom výraze κινηματικος (kynēmatikos), čo znamená pohyb alebo premiestnenie. Nie márne, prvý záznam štúdií o hnutí zodpovedá gréckym filozofom a astronómom.

Až v štrnástom storočí sa však objavili prvé koncepty kinematiky, ktoré sú súčasťou doktríny intenzity foriem alebo teórie výpočtov (calculationes). Tento vývoj urobili vedci William Heytesbury, Richard Swineshead a Nicolás Oresme.

Následne, okolo roku 1604, Galileo Galilei uskutočnil svoje štúdie o pohybe vo voľnom páde tiel a sférach na naklonených rovinách.

Okrem iného sa Galileo zaujímal o pochopenie toho, ako sa planéty a delové projektily pohybovali..

Príspevok Pierra Varignona

Predpokladá sa, že začiatok modernej kinematiky nastal s prezentáciou Pierra Varignona v januári 1700 na Kráľovskej akadémii vied v Paríži.

V tejto prezentácii definoval pojem zrýchlenia a ukázal, ako ho možno odvodiť z okamžitej rýchlosti s použitím iba diferenciálneho výpočtu.

Najmä pojem filmové dielo vytvoril André-Marie Ampère, ktorý špecifikoval obsah kinematiky a umiestnil ju do oblasti mechaniky..

Nakoniec, s vývojom teórie špeciálnej relativity Alberta Einsteina, začalo nové obdobie; je to, čo je známe ako relativistická kinematika, v ktorej priestor a čas už nemajú absolútny charakter.

Čo študuje?

Kinematika sa zameriava na štúdium pohybu telies bez toho, aby sme analyzovali ich príčiny. Na tento účel využíva pohyb hmotného bodu ako ideálne znázornenie tela v pohybe.

začiatok

Pohyb orgánov sa skúma z hľadiska pozorovateľa (interného alebo externého) v rámci referenčného systému. Kinematika teda matematicky vyjadruje, ako sa telo pohybuje od zmeny súradníc polohy tela s časom..

Týmto spôsobom funkcia, ktorá umožňuje vyjadriť trajektóriu tela nielen závisí od času, ale tiež závisí od rýchlosti a zrýchlenia.

V klasickej mechanike sa priestor považuje za absolútny priestor. Preto je to priestor nezávislý od hmotných tiel a ich vysídlenie. Tiež zvážte, že všetky fyzikálne zákony sú splnené v akejkoľvek oblasti priestoru.

Klasická mechanika sa domnieva, že čas je absolútny čas, ktorý sa odohráva rovnakým spôsobom v akejkoľvek oblasti priestoru, nezávisle od pohybu telies a akéhokoľvek fyzického javu, ktorý sa môže vyskytnúť..

Vzorce a rovnice

rýchlosť

Rýchlosť je veľkosť, ktorá umožňuje prepojiť prejdený priestor a čas strávený cestovaním. Rýchlosť sa dá získať odvodením polohy vo vzťahu k času.

v = ds / dt

V tomto vzorci s predstavuje polohu tela, v je rýchlosť tela a t je čas.

akcelerácia

Zrýchlenie je veľkosť, ktorá umožňuje spojiť zmenu rýchlosti s časom. Zrýchlenie možno dosiahnuť odvodením rýchlosti vzhľadom na čas.

a = dv / dt

V tejto rovnici a predstavuje zrýchlenie tela v pohybe.

Jednotný priamočiary pohyb

Ako už názov napovedá, je to pohyb, v ktorom k posunu dochádza v priamke. Pretože je jednotná, je to pohyb, v ktorom je rýchlosť konštantná a v dôsledku čoho je zrýchlenie nulové. Rovnica rovnomerného priameho pohybu je:

s = s0 + v / t

V tomto vzorci s0 predstavuje počiatočnú polohu.

Rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb

Opäť je to pohyb, v ktorom k posunu dochádza v priamke. Pretože je rovnomerne zrýchlený, je to pohyb, pri ktorom rýchlosť nie je konštantná, pretože sa mení v dôsledku zrýchlenia. Rovnice rovnomerne zrýchleného priameho pohybu sú nasledovné: \ t

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + proti0 ∙ t + 0,5 ∙ a t2

V týchto v0 je počiatočná rýchlosť a a je zrýchlenie.

Určené cvičenie

Rovnica pohybu telesa je vyjadrená nasledujúcim výrazom: s (t) = 10t + t2. určenie:

a) Druh pohybu.

Je to rovnomerne zrýchlený pohyb, pretože má konštantné zrýchlenie 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) Poloha 5 sekúnd po spustení pohybu.

s (5) = 10 ∙ 5 + 52= 75 m

c) Rýchlosť, keď uplynulo 10 sekúnd od začiatku pohybu.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Čas potrebný na dosiahnutie rýchlosti 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

referencie

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzika Zväzok 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Prvky mechaniky vrátane kinematiky, kinetiky a statiky. E a FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematika". Mechanické systémy, klasické modely: Mechanika častíc. skokan.
  4. Kinematický. (N. D.). Vo Wikipédii. Získané dňa 28. apríla 2018 z adresy es.wikipedia.org.
  5. Kinematika. (N. D.). Vo Wikipédii. Získané dňa 28. apríla 2018, z en.wikipedia.org.