Kinematiğin temel kavramları nelerdir? Bu bilim nedir ve neyi inceler? Bugün kinematiğin ne olduğundan, görevlerde kinematiğin temel kavramlarının neler olduğundan ve ne anlama geldiklerinden bahsedeceğiz. Ayrıca en sık uğraştığımız miktarlardan da bahsedelim.
Kinematik. Temel kavramlar ve tanımlar
Önce, ne olduğundan bahsedelim. Okul dersinde fiziğin en çok çalışılan bölümlerinden biri mekaniktir. Bunu belirsiz bir sırayla moleküler fizik, elektrik, optik ve örneğin nükleer ve atom fiziği gibi diğer bazı dallar takip eder. Ama mekaniğe daha yakından bakalım. Bu fizik dalı, cisimlerin mekanik hareketinin incelenmesiyle ilgilenir. Bazı kalıplar kurar ve yöntemlerini inceler.
Kinematik, mekaniğin bir parçası olarak
İkinci bölüm üç bölüme ayrılmıştır: kinematik, dinamik ve statik. Bu üç alt bilim, eğer onlara böyle diyebilirseniz, bazı özellikleri vardır. Örneğin, statik, mekanik sistemlerin denge kurallarını inceler. Ölçeklerle bir ilişki hemen akla geliyor. Dinamik, cisimlerin hareket yasalarını inceler, ancak aynı zamanda üzerlerine etki eden kuvvetlere de dikkat eder. Ancak kinematik de aynı şeyi yapar, sadece kuvvetler hesaba katılmaz. Sonuç olarak, aynı cisimlerin kütlesi görevlerde dikkate alınmaz.
Kinematiğin temel kavramları. Mekanik hareket
Bu bilimdeki konu maddi bir noktadır. Boyutları belirli bir mekanik sistemle karşılaştırıldığında ihmal edilebilecek bir gövde olarak anlaşılmaktadır. Bu sözde idealize edilmiş cisim, moleküler fizik bölümünde ele alınan ideal bir gaza benzer. Genel olarak, hem genel olarak mekanikte hem de özel olarak kinematikte maddi nokta kavramı oldukça önemli bir rol oynar. En yaygın olarak kabul edilen sözde öteleme hareketi.
Ne anlama geliyor ve ne olabilir?
Genellikle hareketler dönme ve öteleme olarak ikiye ayrılır. Öteleme hareketinin kinematiğinin temel kavramları, esas olarak formüllerde kullanılan niceliklerle ilgilidir. Onlardan daha sonra bahsedeceğiz ama şimdilik hareketin türüne dönelim. Dönme hakkında konuşuyorsak, vücudun döndüğü açıktır. Buna göre öteleme hareketi, cismin bir düzlemde veya lineer olarak hareketi olarak adlandırılacaktır.
Sorunları çözmek için teorik temel
Şu anda temel kavramlarını ve formüllerini düşündüğümüz Kinematik'in çok sayıda görevi vardır. Bu, olağan kombinatoriklerle elde edilir. Buradaki çeşitlilik yöntemlerinden biri, bilinmeyen koşulları değiştirmektir. Bir ve aynı problem, sadece çözümünün amacını değiştirerek farklı bir ışık altında sunulabilir. Mesafeyi, hızı, zamanı, ivmeyi bulmak gerekir. Gördüğünüz gibi, bir sürü seçenek var. Buraya serbest düşüşün koşullarını dahil edersek, uzay hayal bile edilemez hale gelir.
Değerler ve formüller
Öncelikle bir rezervasyon yapalım. Bilindiği gibi, nicelikler ikili bir yapıya sahip olabilir. Bir yandan, belirli bir sayısal değer, belirli bir değere karşılık gelebilir. Ancak diğer yandan, bir dağıtım yönü de olabilir. Örneğin, bir dalga. Optikte dalga boyu gibi bir kavramla karşı karşıyayız. Ama eğer tutarlı bir ışık kaynağı varsa (aynı lazer), o zaman bir düzlem polarize dalga demeti ile uğraşıyoruz demektir. Böylece dalga yalnızca uzunluğunu gösteren sayısal bir değere değil, aynı zamanda belirli bir yayılma yönüne de karşılık gelecektir.
Klasik örnek
Bu tür durumlar mekanikte bir benzetmedir. Diyelim ki önümüzde bir araba yuvarlanıyor. Tarafındanhareketin doğası, hızının ve ivmesinin vektör özelliklerini belirleyebiliriz. İlerlerken (örneğin düz bir zeminde) bunu yapmak biraz daha zor olacaktır, bu nedenle iki durumu ele alacağız: arabanın yuvarlanması ve aşağı yuvarlanması.
Öyleyse, arabanın hafif bir eğimle yukarı çıktığını düşünelim. Bu durumda, üzerine herhangi bir dış kuvvet etki etmezse yavaşlayacaktır. Ancak tersi durumda, yani araba aşağı yuvarlandığında hızlanacaktır. İki durumda hız, nesnenin hareket ettiği yere yöneliktir. Bu bir kural olarak alınmalıdır. Ancak ivme vektörü değiştirebilir. Yavaşlarken, hız vektörünün tersi yönde yönlendirilir. Bu yavaşlamayı açıklıyor. İkinci duruma da benzer bir mantıksal zincir uygulanabilir.
Diğer değerler
Kinematikte sadece skaler niceliklerle değil, vektör niceliklerle de çalıştıklarından bahsettik. Şimdi bir adım daha ileri gidelim. Hız ve ivmeye ek olarak, problem çözerken mesafe ve zaman gibi özellikler kullanılır. Bu arada, hız ilk ve anlık olarak bölünmüştür. Bunlardan birincisi, ikincisinin özel bir durumudur. Anlık hız, herhangi bir zamanda bulunabilen hızdır. Ve baştakiyle, muhtemelen her şey açıktır.
Görev
Teorinin büyük bir kısmı bizim tarafımızdan önceki paragraflarda incelenmiştir. Şimdi sadece temel formülleri vermek kalıyor. Ama daha da iyisini yapacağız: formülleri sadece dikkate almayacağız, aynı zamanda problemi çözerken de uygulayacağız.edinilen bilgiyi sonuçlandırmak. Kinematik, çözmeniz gereken her şeyi elde edebileceğiniz bir dizi formül kullanır. İşte bunu tam olarak anlamak için iki koşullu bir problem.
Bir bisikletçi bitiş çizgisini geçtikten sonra yavaşlar. Tamamen durması beş saniyesini aldı. Hangi hızlanmayı yavaşlattığını ve ne kadar fren mesafesini kat etmeyi başardığını öğrenin. Fren mesafesi doğrusal olarak kabul edilir, son hız sıfıra eşit alınır. Bitiş çizgisini geçme anında hız saniyede 4 metreydi.
Aslında, görev oldukça ilginç ve ilk bakışta göründüğü kadar basit değil. Kinematikte uzaklık formülünü almaya çalışırsak (S=Vot + (-) (^ 2/2'de)), o zaman iki değişkenli bir denklemimiz olacağı için bundan hiçbir şey çıkmaz. Böyle bir durumda nasıl hareket edilir? İki yoldan gidebiliriz: ilk önce verileri V=Vo - at formülünde değiştirerek ivmeyi hesaplayın veya oradan ivmeyi ifade edin ve onu mesafe formülünde değiştirin. İlk yöntemi kullanalım.
Yani, son hız sıfırdır. İlk - saniyede 4 metre. Karşılık gelen miktarları denklemin sol ve sağ taraflarına aktararak ivme için bir ifade elde ederiz. İşte: a=Vo/t. Böylece 0.8 metre bölü saniyenin karesine eşit olacak ve frenleme karakterine sahip olacaktır.
Mesafe formülüne git. Biz sadece verileri onun yerine koyarız. Cevabını alıyoruz: Durma mesafesi 10 metre.
