Cinemàtica del punt material: conceptes bàsics, elements

El tema del nostre article d'avui serà la cinemàtica del punt material. De què es tracta? Quins conceptes hi apareixen, i quina definició s'ha de donar a aquest terme? Aquestes i moltes altres preguntes avui i anem a tractar de respondre.

La definició del concepte

punt material cinemàtica no és altre que la subsecció física titulat "Mecànica". Ella, al seu torn, estudia les lleis del moviment dels diferents òrgans. Cinemàtica del punt material també està involucrat en aquesta tasca, però no és així en termes generals. De fet, aquesta sub-secció s'examinen els mètodes que descriuen el moviment dels cossos. En aquest estudi són adequats només per l'anomenat cos idealitzat. Aquests inclouen: un punt material, un cos rígid i un gas ideal. Tingueu en compte els conceptes en detall. Tots sabem de l'escola que un punt material es denomina el cos, la mida dels quals en qualsevol situació donada es pot descuidar. Per cert, la cinemàtica del moviment de translació d'un punt material comença a aparèixer per primera vegada en els llibres de text de setè grau en la física. Aquesta és la branca més simple, de manera que comencen a coneixement de la ciència, amb la seva ajuda és més convenient. Un tema a part és, quins són els elements de la cinemàtica del punt material. Són molt molt, i que es poden dividir condicionalment en diversos nivells amb diferent dificultat d'entendre. Si parlem, per exemple, el radi vector i, a continuació, en principi, en la seva definició no és impossiblement complex. No obstant això, d'acord que és molt més fàcil d'entendre que és per a l'estudiant que l'estudiant mitjana o secundària. I, francament parlant, no hi ha necessitat d'explicar les característiques dels estudiants de l'escola secundària termini.

Una breu història de la cinemàtica

Fa molts, molts anys, el gran Aristòtil dedica la major part del seu temps lliure a estudiar i descriure la física com a ciència independent. En particular, va treballar en la cinemàtica, tractant de presentar-lo als punts principals i conceptes, d'una manera o altra s'utilitza en els intents de resoldre tasques pràctiques i fins i tot mundanes. Aristòtil va donar la idea inicial del que són els elements de la cinemàtica del punt material. El seu treball i els seus escrits són molt valuosos per a tota la humanitat. No obstant això, en les seves conclusions, que va fer que un nombre considerable d'errors, i la qüestió és que hi va haver alguns errors i equivocacions. Obres d'Aristòtil en el seu temps es va interessar en altres científics - Galileu Galilei. Una de les tesis fonamentals exposats per Aristòtil, llegim que el moviment del cos es produeix només en el cas si s'actua alguna força, determinada per la intensitat i direcció. Galileu va demostrar que això és un error. Força afectarà la configuració de velocitat, però no més. L'italià va demostrar que la força és la causa de l'acceleració, i només pot ser mútuament amb ell. Galileu Galiley també va prestar considerable atenció a l'estudi del procés de caiguda lliure, amb el que les lleis pertinents. Probablement tothom recorda dels seus famosos experiments, que va passar a la Torre de Pisa. En les seves obres, els conceptes bàsics utilitzats solucions cinemàtiques i físic Ampère.

conceptes inicials

Com es va esmentar anteriorment, la cinemàtica d'explorar formes per descriure el moviment dels objectes idealitzats. A la pràctica, les bases es poden aplicar anàlisi matemàtica, àlgebra ordinària i la geometria. Però ¿quins són els conceptes (aquest concepte, i no hi ha una definició i valors paramètrics) són al cor d'aquesta subsecció de la física? En primer lloc, tothom ha d'entendre clarament que la cinemàtica del moviment de translació del moviment punt material tenint en compte excloent rendiment de potència. És a dir, per resoldre els problemes pertinents, que no necessitem les fórmules relacionades amb l'energia. No es considera la cinemàtica, no importa quants d'ells hi ha - una, dues, tres, fins i tot centenars de milers de persones. No obstant això, l'existència d'una acceleració però, proporciona. En un nombre de punts dels problemes de cinemàtica moviment de material prescriu determinar el valor d'acceleració. No obstant això, les causes d'aquest fenomen (és a dir, les forces i la seva naturalesa) no es consideren, i s'ometen.

classificació

Hem trobat que la cinemàtica explora i aplica mètodes per descriure el moviment dels cossos sense tenir en compte les forces que actuen sobre ells. Per cert, aquesta tasca ha estat fent pels altres sub-mecànica, que es diu dinàmica. Ja no s'utilitzen les lleis de Newton, que permeten a la pràctica per definir suficients paràmetres amb una petita quantitat de dades inicials coneguts. Conceptes bàsics de la cinemàtica del punt material - és l'espai i el temps. I en relació amb el desenvolupament de la ciència en general i al camp, hi havia una pregunta sobre la conveniència de tal combinació.

Des del principi, hi va haver la cinemàtica clàssica. Podem dir que és peculiar no només la presència de les dues llacunes temporals i espacials, però són independents de l'elecció d'un marc de referència particular. Per cert, en parlarem més endavant. Ara, acaba d'explicar de què es tracta. interval espacial en aquest cas serà considerat com un segment, el temps - interval. Sembla que tot ha de ser clara. Ara, aquestes bretxes es consideraran en la cinemàtica clàssica absoluta invariants, en altres paraules, independentment de la transició d'una trama a una altra. Ja sigui la cinemàtica relativista de negoci. Es intervals en què el canvi entre els sistemes de referència pot variar. És una bona idea fins i tot dir que no pot, i deu, probablement. A causa d'aquesta simultaneïtat de dos esdeveniments aleatoris també es relativitza i està subjecte a una consideració especial. Per tant, es troba a la cinemàtica relativista de dos conceptes d'espai i temps - - estan combinades en una sola.

Cinemàtica punt material: velocitat, acceleració, i altres valors

A almenys una mica a entendre la física d'aquesta subsecció, ha de navegar pels conceptes més importants, saber les definicions i representen el que constitueix, en termes generals, un o l'altre valor. Res complicat sobre el que realment, és molt fàcil i simple. Penseu, potser, per començar amb els conceptes bàsics utilitzats en els problemes de cinemàtica.

moviment

moviment mecànic, s'assumeix un procés en el qual un o altre objecte idealitzat canvia la seva posició en l'espai. En aquest cas, podem dir que el canvi està en relació amb altres cossos. Cal tenir en compte el fet que al mateix temps es porta a terme i l'establiment d'un determinat interval de temps entre dos esdeveniments. Per exemple, serà possible assignar un cert interval format pel temps transcorregut entre el cos va venir d'una posició a una altra. Tingueu en compte també que el cos i per tant pot interactuar entre si, d'acord amb les lleis generals de la mecànica. Això és exactament el que sovint opera cinemàtica del punt material. El sistema de referència - el següent concepte, que està indissolublement unida a ella.

coordenades

Es poden trucar les dades comunes que ens permeten determinar la posició del cos en qualsevol punt donat en el temps. Les coordenades estan íntimament relacionats amb el concepte d'un sistema de referència i un pla de coordenades. En la majoria dels casos són una combinació de lletres i números.

radi vector

Des del nom, ha de quedar clar que ho és. No obstant això, parlarem més sobre ell. Si un punt es mou al llarg d'un camí, i sabem que el començament d'un marc de referència particular, és possible mantenir el vector de posició en un moment donat. Ell s'unirà a la posició inicial del punt amb la instantània o finit.

camí

Es dirà una línia contínua que està posat com a resultat de moviment d'una partícula en un marc de referència donat.

Velocitat (tant lineal i angular)

Aquest valor, que pot dir què tan ràpid el cos passa per un període de distància.

Acceleració (i angular i lineal)

S'indica sota quina llei i amb quina intensitat canvis en el cos ajust de velocitat.

Potser, aquí estan - els principals elements de la cinemàtica del punt material. Cal assenyalar que tant la velocitat i l'acceleració són magnituds vectorials. Això significa que no només tenen un efecte de demostració, sinó també una certa direcció. Per cert, poden ser dirigides en una direcció i en l'oposada. En el primer cas, el cos s'accelerarà en el segon - per reduir la velocitat.

Les tasques més simples

Cinemàtica del punt material (velocitat, acceleració i distància que és gairebé els conceptes fonamentals) té ni tan sols el fet que un gran nombre de problemes, i molts d'ells en diferents categories. Anem a tractar de resoldre una tasca bastant simple per determinar la distància recorreguda pel cos.

Suposem que les condicions que tenim a la mà, de la següent manera. El conductor del cotxe es troba a la línia de sortida. L'operador ofereix una bandera de senyal visual i el cotxe es treu de forma espectacular. Determinar si es tracta d'un nou rècord en els genets de competició serà capaç, si la distància igual a cent metres, que una vegada va ser el líder en 7,8 segons. Acceleració del vehicle presa igual a 3 metres, dividit pel segon quadrat.

Per tant, la forma de resoldre un problema similar? És força interessant, ja que estem obligats a no "assecar" la definició de certs paràmetres. Ella es va animar i es torna una determinada situació que diversifica les solucions de procés i els índexs de cerca. Però el que hem de ser guiats abans, la forma d'abordar la tasca?

1. Cinemàtica d'un punt material implica l'ús en el cas de l'acceleració.

2. Se suposa decisió utilitzant la fórmula de la distància, perquè apareix en les condicions de valor numèrics.

Es resol el problema en absolut fàcil. Per prendre aquesta fórmula de la distància: S = VOT + (-) AT ^ 2/2. Quin és el significat? Necessitem saber quant de temps passarà corredor designat distància, i després comparar l'índex amb un registre per esbrinar que el colpejaria o no. Per a això, posem a un costat el temps perquè ell aconsegueixi la fórmula: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Això no és altra que la equació de segon grau. Però el cotxe es treu, vol dir que la velocitat inicial és igual a 0. Quan la decisió de l'equació discriminant serà igual a 2400 s'ha de treure de l'arrel del temps de cerca. Completar fins al segon decimal: 48.98. Ens trobem amb l'arrel de l'equació: 48.98 / 6 = 8,16 segons. Resulta que el conductor no podrà superar el rècord existent.