Co je kinematika? Oddíl mechaniky, která studuje matematický popis pohybu idealizovaných těles

Co je kinematika? Se svou definicí poprvé začínají seznamovat studenty středních škol ve výuce fyziky. Mechanika (kinematika je jednou z jeho částí) sám o sobě je velká část této vědy. Obvykle se učí studenty poprvé v učebnicích. Jak jsme již řekli, kinematika je podsekce mechaniky. Ale protože se bavíme o tom, potom mluvme o tom podrobněji.

Mechanika jako součást fyziky

Slovo „inženýr“ má řecký původ a doslovně překládá se jako umění stavební stroje. Ve fyzice, že je považován za část, která zkoumá pohyb tzv kontaktních hmotných těles v různých-prostorech (tj pohyb může nastat ve stejné rovině, v konvenční sítě, nebo v trojrozměrném prostoru). Studie interakce mezi částicemi - jedním z úkolů prováděných mechaniky (kinematiky - výjimku z tohoto pravidla, neboť se zabývá modelováním a analýzou alternativních situací, aniž by byl brán v úvahu vliv nastavení napájení). S tím vším je třeba uvést, že příslušná část fyziky znamená pohyb změně polohy těla v prostoru, v průběhu času. Tato definice se vztahuje nejen na hmotných bodů a těles obecně, ale také jejich částí.

Koncept kinematika

Jméno tohoto odvětví fyziky také má řecký původ a doslova znamená „tah“. Proto jsme získat původní, dosud tvořil skutečnou odpověď na otázku, která je kinematika. V tomto případě můžeme říci, že část zkoumá matematické způsoby, jak popsat různé druhy pohybových přímo idealizovaných orgánů. Jedná se o takzvané absolutní sušiny, o ideální tekutiny, a, samozřejmě, na důležitých bodech. Je důležité si uvědomit, že při použití popsat příčiny pohybu jsou ignorovány. To znamená, že nebude považovat za parametry, jako je tělesná hmotnost nebo sílu, která má vliv na povahu jeho pohybu.

Základy kinematiky

Patří mezi ně pojmy, jako čas a prostor. Jako jeden z nejjednodušších příklady zahrnují situace, kdy, řekněme, materiál pohybuje podél obvodu určité oblasti. V tomto případě je atribut je povinný kinematika existence takových množstvích, jako je dostředivé zrychlení, která je směrována podél vektoru z těla směrem ke středu kruhu. To znamená, že zrychlení vektor v některé z časových bodů je stejný jako poloměr kruhu. Ale i v tomto případě (pokud je dostředivé zrychlení) kinematika neukáže, jaké povahy je síla, která vedla k jeho vzniku. Jedná se o akci, která zkoumá dynamiku.

Jaký je kinematika?

Takže odpověď na to, co je kinematika, jsme ve skutečnosti bylo dáno. To je obor mechaniky, která studuje způsoby, jak popsat pohyb idealizované objekty, aniž by studovat výkonové parametry. Nyní se pojďme mluvit o tom, co může být kinematika. První svého druhu - klasické. Má se za to, že je absolutní prostorové a časové charakteristiky určitého druhu pohybu. V roli prvního segmentu objeví délku, jako poslední - období. Jinými slovy, můžeme říci, že tyto parametry jsou nezávislé na volbě referenčního systému.

relativistická

Druhým typem je relativistická kinematika. V něm mezi dvěma odpovídajícími událostmi časové a prostorové vlastnosti se mohou měnit, je-li přechod z jednoho rámečku do druhého. Souběžnost dvou událostí na počátku tohoto případu rovněž trvá jen relativní. V tomto druhu kinematiky dvou samostatných pojmů (a mluvíme o čase a prostoru) jsou sloučeny do jedné. V něm je hodnota, která se obvykle označuje jako interval bude neměnná pod Lorentz transformacemi.

Historie kinematiky

Podařilo se vypořádat s konceptem a dát odpověď na otázku, jaká je kinematiky. Ale co bylo příběh o jeho původu jako podsekci mechaniky? Je to o tom teď a je třeba mluvit. Poměrně dlouhou dobu všechny pojmy tohoto odstavce na základě prací, které byly napsány od Aristotela. Existují odpovídající tvrzení, že na rychlosti tělesa na podzim v přímé úměře k číselným indexem hmotnosti těla. To je také uvedeno, že důvodem pro pohyb je prostě síla, ale v jeho nepřítomnosti o jakémkoli pohybu a projevu nemůže být.

experimenty Galileo

Aristotelovy díla na konci šestnáctého století, se začal zajímat o slavné vědec Galileo Galilei. Začal studovat proces volného padajícího těla. Je možno zmínit o svých zkušenostech, které strávil u věže v Pise. Také vědci studují proces setrvačnosti těles. Na konci, Galileo byl schopen prokázat, že Aristoteles byl ve své práci špatně, a učinil řadu chybných závěrů. Odpovídající Kniha Galileo nastínil výsledky této práce s důkazy proti závěrům Aristotela.

Moderní kinematika věří dnes, se narodil v lednu 1700. Poté před francouzská akademie věd dal Per Varinon. Vedl také první představy o zrychlení a rychlosti psaní a vysvětlení je v diferenciálním tvaru. O něco později přijal nějakou filmovou prezentaci a vzala na vědomí zesilovače. V osmnáctém století to bylo používáno v kinematiky tzv variačního. Speciální teorie relativity založena i později ukázalo, že prostor, stejně jako čas, není absolutní. Zároveň poukázal na to, že rychlost může být v zásadě omezen. Ty jsou základem kinematiky tlačil k rozvoji v rámci a pokud jde o tzv relativistické mechaniky.

Definice a veličiny používané v oddíle

Základy kinematiky zahrnují několik proměnných, které se používají nejen v teoretické stránce, ale také mají své místo v praktických vzorcích použitých pro modelování a řešení konkrétního škálu aplikací. Seznámil s těmito hodnotami a svým pojetím blíže. Začněme s ním.

1) Mechanický pohyb. Je definován jako změna od idealizovaného vzhledem prostorové polohy do druhé těleso (hmotných bodů) v průběhu změny časových slotů. Když se na těle, které jsou uvedeny, jsou mezi odpovídající síle interakce.

2) referenční systém. Kinematika, jehož definice jsme dali dříve, založený na použití souřadného systému. S jeho variace je nezbytnou podmínkou (Druhým předpokladem je použití zařízení nebo prostředky pro měření času). Obecně platí, že pro úspěšné popisu konkrétního druhu dopravy je zapotřebí referenční systém.

3) koordinuje. Jako konvenční imaginární exponent, neoddělitelně spojeny s předchozí koncepce (vztažné soustavě), souřadnice nejsou jiné než způsob, jakým určená poloha tělesa v idealizované prostoru. V tomto případě popsat lze aplikovat číslice a speciální znaky. Souřadnic často používají skauti a střelci.

4) Poloměr-vektor. To je fyzikální veličina, která je v praxi se používá k definování idealizovanou polohu těla s okem do své původní polohy (a nejen). Jednoduše řečeno, je zapotřebí určitého bodu, a je upevněn k úmluvám. Nejčastěji se jedná o původ. Ano, pak, řekněme, idealizované tělo od tohoto bodu se začne pohybovat na volném svévolné trajektorii. V každém okamžiku lze připojit polohu tělesa na původ a odvodit přímo bude představovat nic víc, než je poloměr vektoru.

5) Oddíl kinematika používá pojem trajektorie. Jedná se o běžné kontinuální linie, který je vytvořen během idealizovaného pohybu tělesa v libovolném jiném bez pohybu v prostoru. Trajektorie, v tomto pořadí, může být přímočará, kruhové a polygonální.

6) tělo kinematika neoddělitelně spojeno s takovou fyzikální veličiny jako rychlost. Ve skutečnosti je to vektorová veličina (to je důležité mít na paměti, že pojem skalární veličina je použitelná pouze ve výjimečných situacích), který poskytne rychlost odezvy změny v postavení idealizované tělo. Vector je považována vzhledem k tomu, že rychlost pohybu určuje směr toho, co se děje. Pro používání tohoto termínu by měla být použita referenční systém, jak bylo zmíněno dříve.

7) kinematika, jehož definice říká, že to neřeší příčiny pohybu, s ohledem na zrychlení a v určitých situacích. Rovněž je vektorová veličina, která představuje idealizovaný vektor rychlosti tělesa, jak bude značně měnit s alternativním (paralelní), časová jednotka se změní. S vědomím současně, v jakém směru směřuje jak vektorů - rychlosti a zrychlení - lze říci o tom, co je postava pohyb těla. To může být buď rovnoměrně zrychlený (stejný vektor), nebo ravnozamedlennym (raznonapravleny vektor).

8) úhlová rychlost. Další vektorová veličina. V zásadě platí, jeho definice je stejná jako stejná, kterou jsme dali dříve. Ve skutečnosti, rozdíl spočívá pouze v tom, že dříve diskutované případy, při jízdě na přímé cestě. Zde máme krouživými pohyby. To může být čistý kruh a elipsa. Podobný koncept je uveden pro úhlové zrychlení.

Fyzika. Kinematika. vzorec

K řešení praktických problémů souvisejících s kinematikou idealizované orgánů, existuje seznam různých vzorců. Ty vám umožní určit, ujetou vzdálenost, okamžitá, počáteční konečnou rychlost, čas, při kterém tělo prošel určitou vzdálenost, a mnoho dalšího. Samostatnou případ (soukromý) jsou modelovány situace s volným pádem těla. Jsou zrychlení (označený písmenem a) se nahrazuje gravitačním zrychlením (písmeno g, numericky rovná 9,8 m / s ^ 2).

Takže, co jsme se naučili? Fyzika - kinematika (vzorce, které jsou odvozeny od sebe navzájem), - tato část se používá k popisu pohybu idealizovaných těles bez síly parametry, které se stanou příčiny odpovídajícím pohybu. Čtenář může vždy seznámit s tímto tématem podrobněji. Fyzika (téma „kinematika“), je velmi důležité, protože to dává základní znalosti z mechaniky, jak globální části příslušného vědy.