Cal é a cinemática? Sección mecánica que estuda a descrición matemática do movemento de corpos idealizados

Cal é a cinemática? Coa súa definición por primeira vez comezan a familiarizarse os alumnos do ensino medio en clases de física. Mecánica (cinemática é unha das súas seccións) en si é unha gran parte desta ciencia. Normalmente, el ensina os alumnos por primeira vez en libros de texto. Como dixemos, cinemática e unha subsección da mecánica. Pero xa que estamos a falar sobre iso, entón imos falar sobre iso con máis detalle.

Mecánica como unha parte da física

A palabra "enxeñeiro" ten orixe grega e traduce literalmente como a arte de maquinaria de construción. Na física, considera-se ser unha sección que analiza o movemento dos chamados corpos materiais de contacto en diferentes-espazos (é dicir, o movemento pode ocorrer no mesmo plano, na reixa convencional ou espazo tridimensional). O estudo da interacción entre as partículas - unha das tarefas executadas pola mecánica (cinemática - a excepción a esta regra, xa que está implicada na modelaxe e análise de situacións alternativas, sen ter en conta o impacto de opcións de enerxía). Con todo isto débese notar que a sección pertinente da física implica o movemento de cambio na posición do corpo no espazo ao longo do tempo. Esta definición aplícase non só a puntos materiais e corpos en xeral, pero tamén para as súas partes.

O concepto de cinemática

O nome deste ramo da física tamén ten unha orixe grega e significa literalmente "a moverse." Así, temos o orixinal, realmente non formaron unha resposta á pregunta que a cinemática. Neste caso, podemos dicir que a sección examina as formas matemáticos para describir os distintos tipos de movemento corpos directamente idealizados. É dicir os chamados sólidos absolutos, uns fluídos ideais, e, por suposto, sobre os puntos materiais. É importante lembrar que cando se aplica describir as causas do movemento son ignoradas. É dicir, non serán considerados parámetros como o peso corporal ou forza que influencia o carácter do seu movemento.

Fundamentos da cinemática

Inclúen conceptos como tempo e espazo. Como un dos exemplos máis simples incluír a situación onde, por exemplo, o material se move ao longo da circunferencia dun determinado raio. Neste caso, o atributo é obrigatorio cinemática existencia de cantidades tales como a aceleración centrípeta que está dirixido ao longo do vector a partir do corpo para o centro do círculo. Isto é, o vector de aceleración, en calquera dos puntos no tempo, é o mesmo que o raio do círculo. Pero aínda neste caso (se a aceleración centrípeta) cinemática non vai indicar o que a natureza é a forza que levou a súa urxencia. Esta é a acción que examina a dinámica.

Cal é a cinemática?

Polo tanto, a resposta para o que é a cinemática, que, de feito, foi dado. É unha rama da mecánica que estuda formas de describir o movemento dos obxectos idealizados sen estudar os parámetros de potencia. Agora imos falar sobre o que se pode cinemática. O primeiro do seu tipo - un clásico. Considérase ser as características espaciais e temporais absolutas dun certo tipo de movemento. No papel dos primeiros segmentos aparecen lonxitude, como o último - período. Noutras palabras, podemos dicir que estes parámetros son independentes da elección do sistema de referencia.

relativista

O segundo tipo é a cinemática relativistas. En que entre dous eventos correspondentes características temporais e espaciais poden cambiar, se unha transición desde un marco a outro. A simultaneidade de dous eventos na orixe deste caso tamén leva só relativa. Neste tipo de cinemática de dous conceptos distintos (e estamos falando de espazo e tempo) son fundidos nun. Nel, o valor, o que é normalmente referido como intervalo convértese en invariante baixo transformacións de Lorentz.

Historia da cinemática

Nós podemos manexar o concepto e dar unha resposta á pregunta que a cinemática. Pero o que era a historia da súa orixe como unha subsección da mecánica? Isto é sobre el agora e debe falar. Tempo todos os conceptos desta subsección baseado nos traballos que foron escritos por Aristóteles. Existen correspondentes afirmacións que a velocidade do corpo na caída en proporción directa co índice numérico de peso dun corpo. Tamén se menciona que a razón para o movemento é só forza, pero na súa ausencia de calquera movemento e de expresión non pode ser.

experimentos de Galileo

obras de Aristóteles a finais do século XVI, tornouse interesado na famoso científico Galileo Galilei. El comezou a estudar o proceso de corpo en caída libre. Poden citarse se sobre as súas experiencias, que pasou na Torre de Pisa. Ademais, os científicos están estudando o proceso de corpos de inercia. Ao final, Galileo foi capaz de demostrar que Aristóteles estaba mal no seu traballo, e fixo unha serie de conclusións erróneas. O libro correspondente Galileo delineou os resultados deste traballo coas probas contra as conclusións de Aristóteles.

cinemática modernos está acreditado hoxe, naceu en xaneiro 1700. Entón, antes de que a Academia Francesa de Ciencias deu Per Varinon. Tamén levou os primeiros conceptos de aceleración e velocidade de escritura e explicando os nunha forma diferencial. Un pouco máis tarde adoptaron algunha presentación cinematográfica e tomou nota do AMP. No século XVIII, foi usado na cinemática do chamado cálculo das variacións. A relatividade especial establecida ata máis tarde, mostrou que o espazo, como o tempo, non é absoluta. Ao mesmo tempo, el subliñou que a taxa pode ser fundamentalmente limitado. Estes son a base da cinemática empurrado para o desenvolvemento no ámbito e aplicación dos chamados mecánica relativista.

Definicións e cantidades utilizadas no apartado

Fundamentos da cinemática inclúen diversas variables que se usan non só en termos teóricos, pero tamén teñen un lugar nas fórmulas prácticos utilizados para a modelaxe e resolución dun intervalo específico de aplicacións. Familiarizado con estes valores e conceptos de forma máis detallada. Imos comezar co último.

1) movemento mecánico. É definida como un cambio desde unha posición espacial idealizada en relación ao outro corpo (puntos de masa) durante o tempo de entalhe cambios. Cando se sobre o corpo, que son mencionadas son entre unha forza de interacción correspondente.

2) Sistema de referencia. Cinemática, a definición de que demos anteriormente, con base na utilización do sistema de coordenadas. Tendo as súas variacións son unha condición necesaria (segundo requisito é a utilización de dispositivos ou medios para medir o tempo). En xeral, un sistema de referencia, para unha descrición de éxito dun tipo particular de tráfico.

3) coordenadas. Como expoñente imaxinario convencional, inseparablemente ligado co concepto anterior (cadro de referencia), as coordenadas non son outros que o método polo cal a posición determinada do corpo nun espazo idealizada. Neste caso, para describir pode díxitos aplicadas e caracteres especiais. Coordenadas frecuentemente utilizado por escuteiros e artilleiros.

4) O raio do vector. Esta é unha magnitude física, o que na práctica é usada para definir a posición do corpo idealizado con un ollo para a súa posición orixinal (e non só). Simplificando, é preciso un certo punto, e fíxase para as convencións. Na maioría das veces, é a orixe. Así, entón, imos dicir, corpo idealizado a partir deste punto comeza a moverse nunha traxectoria arbitraria libre. A calquera momento podemos conectar a posición do corpo para a orixe e derivados directamente representará máis que o raio vector.

5) Sección cinemática utiliza o concepto de traxectoria. É unha liña continua común, que é creado durante o movemento do corpo idealizado polo movemento arbitrario-diferente libre no espazo. Traxectoria respectivamente, poden ser rectilíneos, circular e poligonal.

6) a cinemática do corpo indissociavelmente ligada a unha cantidade física, tales como a velocidade. En realidade, é unha magnitude vectorial (é importante lembrar que o concepto dunha cantidade escalar aplicarase só en situacións excepcionais), o que dará a velocidade de resposta do cambio na posición dun corpo idealizado. Vector considérase ser debido ao feito de que a velocidade do movemento define a dirección do que está pasando. Para o uso do termo debe ser usado sistema de referencia, como mencionado anteriormente.

7) A cinemática, a definición de que di que non aborda as causas do movemento, tendo en conta a aceleración e en determinadas situacións. É tamén unha cantidade de vector, que amosa o vector de velocidade idealizada do corpo como será extensivamente alterada con alternativa (paralelo), a unidade de tempo é alterada. Sabendo, á vez, en que dirección dirixido ambos vectores - velocidade e aceleración - que se pode dicir sobre o que o personaxe é o movemento do corpo. Pode ser calquera uniformemente acelerado (o mesmo vector), ou ravnozamedlennym (vector raznonapravleny).

8) A velocidade angular. Outra cantidade vectorial. En principio, a súa definición é a mesma que a mesma, que demos anteriormente. En realidade, a diferenza reside só no feito de que os casos discutidos previamente ocorrer cando dirixindo o camiño recto. Aquí temos un movemento circular. Isto pode ser un círculo puro, e unha elipse. Un concepto similar é dada para aceleración angular.

Física. Cinemática. fórmula

Para resolver problemas prácticos relacionados coa cinemática de corpos idealizados, hai unha lista de unha variedade de fórmulas. Eles permiten que determinar a distancia percorrida, instantánea, velocidade inicial finito, o tempo en que o corpo pasou a unha distancia particular, e moito máis. Un caso separado de (privado) son modelados situación co corpo caída libre. Eles aceleración (indicado pola letra a) substitúese pola aceleración gravitacional (letra g, numericamente igual a 9,8 m / s ^ 2).

Entón, o que aprendemos? Física - cinemática (fórmulas que son derivadas de outro) - Esta sección é usada para describir o movemento de corpos idealizados excluíndo parámetros de forza que se fan causas dun movemento correspondente. O lector poderá familiarizarse con este tema en máis detalles. Física (tema "cinemática") é moi importante, porque dálle unha comprensión básica da mecánica de como a sección global da ciencia relevante.