Hva er kinematikken? § mekanikere som studerer matematisk beskrivelse av bevegelse av idealiserte kropper

Hva er kinematikken? Med sin definisjon for første gang begynner å bli kjent high school-elever i fysikk klasser. Mekanikk (kinematikk er en av dens seksjoner) i seg selv er en stor del av denne vitenskapen. Vanligvis, det lærer elevene først i lærebøker. Som vi sa, er Kinematikk et ledd mekanikk. Men siden vi snakker om det, så la oss snakke om dette i mer detalj.

Mekanikere som en del av fysikk

Ordet "ingeniør" har gresk opprinnelse og bokstavelig oversettes som kunsten å bygge maskiner. I fysikk, er det ansett å være en del som undersøker bevegelse av såkalte kontaktmateriallegemene i ulike-mellomrom (dvs., kan bevegelsen skje i samme plan, i den konvensjonelle gitter eller i det tredimensjonale rom). Studiet av samspillet mellom partiklene - en av de oppgavene som utføres av mekanikk (kinematikk - unntak fra denne regelen, ettersom den er engasjert i modelleringen og analyse av alternative situasjoner uten å ta hensyn til virkningen av strøminnstillinger). Med alt dette bør det bemerkes at den aktuelle delen av fysikk innebærer bevegelse av endring i plasseringen av kroppen i rommet over tid. Denne definisjon gjelder ikke bare vesentlige punkter og legemer generelt, men også til deres deler.

Begrepet kinematikk

Navnet på denne grenen av fysikken har også en gresk opprinnelse og betyr "å flytte." Dermed får vi den opprinnelige, egentlig har ikke dannet et svar på spørsmålet om hva kinematikk. I dette tilfellet kan vi si at den delen undersøker de matematiske måter å beskrive de ulike typer bevegelse direkte idealiserte kropper. Dette er den såkalte absolutte faste stoffer, om ideelle væsker, og, selvfølgelig, på materialet poeng. Det er viktig å huske på at når du søker beskrive årsakene til bevegelse blir ignorert. Det vil si, vil ikke bli vurdert parametere som kroppsvekt eller kraft som påvirker karakteren av hans bevegelse.

Fundamentals of kinematikk

De omfatter begreper som tid og rom. Som en av de enkleste eksempler inkluderer den situasjon hvor, si, materialet beveger seg langs omkretsen av en viss radius. I dette tilfellet er kinematikken nødvendig å tillegge eksistensen av en slik størrelsesorden som den sentripetale akselerasjon, som er vektoren rettet fra kroppen til midten av sirkelen. Det vil si, akselerasjonsvektoren i et hvilket som helst av de tidspunkter er den samme som radius i sirkelen. Men selv i dette tilfellet (hvis sentripetal akselerasjon) kinematikk vil ikke indikere hva innholdet er kraften som har ført til fremveksten. Dette er handlingen som undersøker dynamikken.

Hva er kinematikken?

Så svaret på hva som er kinematikken, vi er faktisk blitt gitt. Det er en gren av mekanikere som studerer måter å beskrive bevegelsen av idealiserte objekter uten å studere effektparametre. Nå la oss snakke om hva som kan være kinematikk. Den første av sitt slag - en klassiker. Det anses å være den absolutte romlige og tidsmessige egenskaper av en viss form for bevegelse. I rollen som den første segmentene vises lengde, som den siste - perioden. Med andre ord kan vi si at disse parametrene er uavhengig av valg av referansesystemet.

relativistisk

Den andre typen er de relativistiske kinematikk. I det mellom to tilsvarende arrangementer temporale og romlige egenskaper kan endre seg, hvis en overgang fra en ramme til en annen. Samtidig av to hendelser på opprinnelsen til denne saken tar også bare relativ. I denne typen kinematikk av to separate konsepter (og vi snakker om tid og rom) er slått sammen til én. I den verdien, som er vanligvis referert til som Intervallet blir invariant etter Lorentz transformasjoner.

History of kinematikken

Vi klarte å avtale med konseptet og gi et svar på spørsmålet om hva kinematikk. Men hva var historien om sin opprinnelse som et ledd mekanikk? Det er omtrent det nå og skal snakke. Ganske lang tid hele konsepter av dette ledd basert på verk som ble skrevet av Aristoteles. De finnes tilsvarende påstander at hastigheten av legemet i fallet i direkte forhold til den numerisk indeks for vekten av et legeme. Det nevnes også at årsaken til bevegelsen er bare styrke, men i dens fravær om enhver bevegelse og tale kan ikke være.

Galileos eksperimenter

Aristoteles 'verker i slutten sekstende århundre, ble interessert i den berømte vitenskapsmannen Galileo Galilei. Han begynte å studere prosessen med gratis fallende kroppen. Nevnes om hans opplevelser, som han brukte på tårnet i Pisa. Dessuten er forskerne studere prosessen med treghet organer. Til slutt, Galileo var i stand til å bevise at Aristoteles var galt i sitt arbeid, og han gjorde en rekke feilaktige konklusjoner. Den tilsvarende bok Galileo skissert resultatene av dette arbeidet med bevisene mot konklusjonene fra Aristoteles.

Moderne kinematikk antas i dag, han ble født i januar 1700. Da, før den franske vitenskapsakademiet ga Per Varinon. Han ledet også de første begrepene akselerasjon og fart av å skrive og forklare dem i en differensiell form. Litt senere adoptert noen filmatisk presentasjon og tok note av amp. I det attende århundre ble det brukt i kinematikken i den såkalte variasjonsregning. Spesielle relativitets etablerte enda senere, viste at plassen, som tid, er ikke absolutt. Samtidig pekte det seg at prisen kan være fundamentalt begrenset. Dette er bunnen av kinematikk presset til utvikling innenfor de rammer og vilkår for de såkalte relativistiske mekanikk.

Definisjoner og mengdene som brukes i seksjon

Fundamentals of kinematikken omfatter flere variabler som brukes ikke bare i teoretiske termer, men også har en plass i de praktiske formler som brukes til modellering og løse et bestemt utvalg av applikasjoner. Kjent med disse verdiene og konsepter i mer detalj. La oss starte med sistnevnte.

1) Mekanisk bevegelse. Det er definert som en endring fra et idealisert romlig posisjon i forhold til det andre legemet (massepunkter) i løpet av endring av tidsintervallet. Når det på legemet, som er nevnt er mellom en tilsvarende kraft for interaksjon.

2) referansesystem. Kinematikk, definisjonen som vi har gitt tidligere, basert på bruk av koordinatsystemet. Etter å ha dens varianter er en nødvendig betingelse (andre forutsetning er at bruken av innretninger eller midler for å måle tid). Generelt blir et referansesystem som er nødvendig for en vellykket beskrivelse av en spesiell type trafikk.

3) koordinater. Som vanlig imaginære eksponent, uløselig forbundet med den foregående konsept (referansesystem), koordinatene er ikke annet enn den metode ved hvilken den bestemte posisjon av legemet i en idealisert plass. I dette tilfellet, for å beskrive kan brukes tall og spesialtegn. Koordinater ofte brukt av speidere og gunners.

4) radius-vektor. Dette er av en fysisk størrelse, noe som i praksis blir brukt til å definere den idealiserte kroppsstilling med et øye til sin opprinnelige stilling (og ikke bare). Enkelt sagt, det tar et visst punkt, og det er festet til konvensjoner. Oftest er det opphavet. Så, da, la oss si, idealiserte kroppen fra dette punktet begynner å bevege seg på en gratis vilkårlig bane. Til enhver tid kan vi koble plasseringen av kroppen til opprinnelsen og avledet direkte vil representere noe mer enn radius vektor.

5) Seksjon kinematikk bruker begrepet bane. Det er en vanlig kontinuerlig linje, som er dannet i løpet av den idealiserte kroppens bevegelser ved vilkårlige steder forskjellig-fri bevegelse i rommet. Bane, henholdsvis, kan være rette, sirkulære og polygonale.

6) kropps kinematikken uløselig knyttet til en slik fysisk kvantitet som hastighet. Faktisk er det en vektorstørrelse (det er viktig å huske på at konseptet med en skalar størrelse er det aktuelt bare i spesielle situasjoner), som vil gi responsen hastigheten av endring i plasseringen av en idealisert kropp. Vektor det anses for å være på grunn av det faktum at bevegelseshastigheten definerer retning av hva som skjer. For bruk av begrepet bør brukes referansesystem, som nevnt tidligere.

7) kinematikk, definisjonen av som sier at den ikke tar opp årsakene til bevegelse, tatt i betraktning den akselerasjon og i visse situasjoner. Det er også en vektorstørrelse, som viser den idealiserte vektoren hastighet av legemet, slik det vil bli grundig endres ved alternativ (parallell), blir tidsenheten endres. Å vite på samme tid, i hvilken retning rettet begge vektorer - hastighet og akselerasjon - det kan sies om hva som er tegnet kroppsbevegelser. Det kan være enten jevnt akselerert (den samme vektor), eller ravnozamedlennym (raznonapravleny vektor).

8) vinkelhastighet. En annen vektor kvantitet. I prinsippet sin definisjon er det samme som det samme, som vi ga tidligere. Faktisk ligger forskjellen bare i det faktum at de tidligere omtalte tilfeller oppstår ved kjøring på rett bane. Her har vi en sirkulær bevegelse. Dette kan være en fin sirkel, og en ellipse. Et lignende konsept er gitt for vinkelakselerasjon.

Fysikk. Kinematikk. formel

For å løse praktiske problemer knyttet til kinematikk av idealiserte kropper, er det en liste over en rekke formler. De lar deg bestemme distanse, momentant, innledende begrenset hastighet, tid der kroppen har passert en bestemt avstand, og mye mer. En egen sak på (privat) er modellert situasjonen med fritt fall kroppen. De akselerasjon (angitt med bokstaven a) erstattes av tyngdens akselerasjon (g bokstav, numerisk lik 9,8 m / s ^ 2).

Så, hva har vi lært? Physics - kinematikk (formler som er avledet fra hverandre) - denne delen blir brukt til å beskrive bevegelsen av idealiserte legemer med unntak av styrkeparametre som blir årsaker til en tilsvarende bevegelse. Leseren kan alltid bli kjent med dette temaet nærmere. Fysikk (tema "kinematikk") er svært viktig, fordi det gir det en grunnleggende forståelse av mekanikerne av hvordan den globale delen av relevant vitenskap.