Kinematik nedir? Bu, idealize edilmiş nesnelerin hareketini tanımlamanın matematiksel ve geometrik yöntemlerini inceleyen mekaniğin bir alt alanıdır. Birkaç kategoriye ayrılırlar. Bugünkü makalenin konusu, bir şekilde "nokta kinematiği" kavramıyla ilgili olan yönler olacaktır. Birçok konuyu ele alacağız, ancak bu alandaki uygulamalarının en temel kavramları ve açıklamalarıyla başlayacağız.
Hangi nesneler dikkate alınır?
Kinematik, farklı büyüklükteki uzaylarda cisimlerin hareketini nasıl tanımlayacağını inceleyen bir fizik dalıysa, o zaman cisimlerin kendileriyle çalışmanız gerekir, değil mi? Neyin tehlikede olduğunu hızlıca anlamak için öğrenciler için tasarlanmış bir multimedya dersi bulabilirsiniz. Temellerini anlarsanız, kinematik genellikle anlaşılması kolaydır. Onlarla tanıştığınızda, teoride, bu fizik dalının maddi nesnelerin hareket yasalarını incelediği bilgisi olduğunu fark edeceksiniz.puan. Nesnelerin tanımının nasıl genelleştirildiğine dikkat edin. Öte yandan, kinematik tarafından ele alınan nesneler yalnızca maddi noktalar değildir. Bu fizik dalı, hem kesinlikle katı cisimlerin hem de ideal sıvıların hareket ilkelerini inceler. Çoğu zaman, bu üç kavramın tümü, sadece "idealize edilmiş nesneler" diyerek tek bir kavramda birleştirilir. Bu durumda idealleştirme, hesaplama sözleşmeleri ve olası sistematik hatalardan ayrılma için gereklidir. Maddi bir noktanın tanımına bakarsanız, bunun hakkında aşağıdakilerin yazıldığını fark edeceksiniz: bu, ilgili durumda boyutları ihmal edilebilecek bir cisimdir. Bu şu şekilde anlaşılabilir: kat edilen mesafe ile karşılaştırıldığında, nesnenin doğrusal boyutları ihmal edilebilir.
Tarif etmek için ne kullanılır?
Daha önce bahsedildiği gibi, kinematik, bir noktanın hareketinin nasıl tanımlanacağını inceleyen mekaniğin bir alt bölümüdür. Ama eğer durum böyleyse, bu tür işlemleri gerçekleştirmek için aksiyomatikler gibi bazı temel kavram ve ilkelerin gerekli olduğu anlamına mı gelir? Evet. Ve bizim durumumuzda, onlar. İlk olarak, kinematikte, maddi bir noktaya etki eden kuvvetlere bakmadan problemleri çözmek bir kuraldır. Bir cismin üzerine belirli bir kuvvet etki ederse, bir cismin hızlanıp yavaşlayacağını hepimiz çok iyi biliyoruz. Ve kinematik, ivme ile çalışmanıza izin veren alt bölümdür. Ancak, ortaya çıkan güçlerin doğası burada dikkate alınmaz. Hareketi tanımlamak için matematiksel analiz yöntemleri, doğrusal ve uzaysal geometri kullanılır veayrıca cebir. Koordinat ızgaraları ve koordinatların kendileri de belirli bir rol oynar. Ama bundan biraz sonra bahsedeceğiz.
Yaratılış Tarihi
Kinematik üzerine ilk çalışmalar büyük bilim adamı Aristoteles tarafından derlenmiştir. Bu endüstrinin bazı temel ilkelerini oluşturan oydu. Çalışmaları ve sonuçları bir dizi hatalı görüş ve yansıma içermesine rağmen, çalışmaları modern fizik için hala büyük değerdedir. Aristoteles'in eserleri daha sonra Galileo Galilei tarafından incelenmiştir. Bir cismin serbest düşüş sürecinin yasalarını araştırırken, Pisa Kulesi ile ünlü deneyleri gerçekleştirdi. Her şeyi içeride ve dışarıda inceleyen Galileo, Aristoteles'in düşüncelerini ve sonuçlarını sert eleştirilere maruz bıraktı. Örneğin, ikincisi kuvvetin hareketin nedeni olduğunu yazdıysa, Galileo kuvvetin ivmenin nedeni olduğunu kanıtladı, ancak cismin kalkıp hareket etmeye ve hareket etmeye başlamayacağını kanıtladı. Aristoteles'e göre, bir cisim ancak belirli bir kuvvete maruz kaldığında hız kazanabilirdi. Ancak tekdüze bir öteleme hareketi olduğu için bu görüşün yanlış olduğunu biliyoruz. Bu, kinematik formülleriyle bir kez daha kanıtlanmıştır. Ve bir sonraki soruya geçeceğiz.
Kinematik. Fizik. Temel kavramlar
Bu bölümde bir dizi temel ilke ve tanım vardır. Asıl olanla başlayalım.
Mekanik hareket
Muhtemelen okul tezgahından mekanik bir hareket olarak kabul edilebilecek bir fikri ortaya koymaya çalışıyoruz. Her gün, her saat, her saniye onunla uğraşıyoruz. Mekanik hareketi zaman içinde uzayda meydana gelen bir süreç, yani bir cismin pozisyonundaki bir değişiklik olarak ele alacağız. Aynı zamanda, görelilik genellikle sürece uygulanır, yani birinci cismin konumunun ikincinin konumuna göre değiştiğini söylerler. Başlangıç çizgisinde iki arabamız olduğunu düşünelim. Operatörün devam etmesi veya ışıklar yanıyor - ve arabalar kalkıyor. En başta zaten bir konum değişikliği var. Üstelik bunun hakkında uzun uzun ve sıkıcı bir şekilde konuşabilirsiniz: bir yarışmacıyla ilgili, başlangıç çizgisiyle ilgili, sabit bir seyirciyle ilgili. Ama belki de fikir açıktır. Aynısı, bir yöne veya farklı yönlere giden iki kişi için de söylenebilir. Her birinin diğerine göre konumu her an değişir.
Referans sistemi
Kinematik, fizik - tüm bu bilimler, referans çerçeveleri gibi temel bir kavramı kullanır. Aslında çok önemli bir rol oynar ve hemen hemen her yerde pratik problemlerde kullanılır. Referans çerçevesine iki önemli bileşen daha bağlanabilir.
Koordinat ızgarası ve koordinatlar
İkincisi, bir sayı ve harf koleksiyonundan başka bir şey değildir. Belirli mantıksal ayarları kullanarak kendi ayarlarımızı oluşturabiliriz.belirli bir süre boyunca bir malzeme noktasının konumunu değiştirmenin en basit problemlerini çözmemize izin verecek tek boyutlu veya iki boyutlu bir koordinat ızgarası. Genellikle pratikte, X ("x") ve Y ("y") eksenleriyle birlikte iki boyutlu bir koordinat ızgarası kullanılır. Üç boyutlu uzayda Z eksenini ("z") ekler ve tek boyutlu uzayda sadece X bulunur. Topçular ve izciler genellikle koordinatlarla çalışır. Ve onlarla ilk kez ilkokulda, belirli bir uzunlukta parçalar çizmeye başladığımızda karşılaşıyoruz. Sonuçta mezuniyet, başlangıç ve bitişi belirtmek için koordinatların kullanılmasından başka bir şey değildir.
Kinematik Sınıf 10. Miktarlar
Maddi bir noktanın kinematiği ile ilgili problemlerin çözümünde kullanılan ana nicelikler mesafe, zaman, hız ve ivmedir. Son ikisi hakkında daha ayrıntılı konuşalım. Bu büyüklüklerin ikisi de vektördür. Başka bir deyişle, yalnızca sayısal bir göstergeye değil, aynı zamanda önceden belirlenmiş belirli bir yöne de sahiptirler. Cismin hareketi, hız vektörünün yönlendirildiği yönde gerçekleşecektir. Aynı zamanda, düzensiz bir hareket durumumuz varsa, hızlanma vektörünü unutmamak gerekir. Hızlanma aynı yönde veya ters yönde yönlendirilebilir. Birlikte yönlendirilirlerse, vücut daha hızlı hareket etmeye başlayacaktır. Zıtlarsa, nesne durana kadar yavaşlar. Bundan sonra, ivme varlığında vücut zıt hızı elde edecek, yani ters yönde hareket edecektir. Bütün bunlar pratikte kinematik tarafından çok, çok açık bir şekilde gösterilmiştir. 10. sınıf sadece bufiziğin bu bölümünün yeterince açıklandığı dönem.
Formüller
Kinematik formülleri hem çıktı hem de ezber için oldukça basittir. Örneğin, bir nesnenin belirli bir zamanda kat ettiği mesafenin formülü aşağıdaki gibidir: S=VoT + aT^2/2. Gördüğümüz gibi, sol tarafta aynı mesafeye sahibiz. Sağ tarafta ilk hız, zaman ve ivmeyi bulabilirsiniz. Artı işareti yalnızca koşulludur, çünkü hızlanma nesne yavaşlaması sürecinde negatif bir skaler değer alabilir. Genel olarak, hareketin kinematiği, bir tür hızın varlığını ima eder, sürekli olarak “ilk”, “son”, “anlık” deriz. Anlık hız, zamanın belirli bir noktasında görünür. Ama sonuçta, eğer öyle düşünüyorsanız, o zaman nihai veya ilk bileşenler, onun belirli tezahürlerinden başka bir şey değildir, değil mi? "Kinematik" konusu, basit ve ilginç olduğu için muhtemelen okul çocukları arasında favoridir.
Sorun örnekleri
En basit kinematikte, çok farklı görevlerin tüm kategorileri vardır. Hepsi bir şekilde maddi bir noktanın hareketi ile bağlantılıdır. Örneğin bazılarında cismin belirli bir sürede kat ettiği mesafenin belirlenmesi gerekir. Bu durumda ilk hız ve ivme gibi parametreler bilinebilir. Ya da belki öğrenciye sadece vücudun ivmesini ifade etme ve hesaplama ihtiyacından oluşacak bir görev verilecektir. Bir örnek alalım. Araba statik bir konumdan başlar. İvmesi üç metre ise, 5 saniyede hangi mesafeyi kat etmek için zamanı olacak,bir saniyenin karesine bölünür mü?
Bu sorunu çözmek için,^2/2'de S=VoT + formülüne ihtiyacımız var. Biz sadece mevcut verileri onun yerine koyarız. Hızlanma ve zaman. İlk hız sıfır olduğu için Vot teriminin sıfıra gideceğine dikkat edin. Böylece 75 metrelik sayısal bir cevap alıyoruz. İşte bu, sorun çözüldü.
Sonuçlar
Böylece temel ilke ve tanımları belirledik, bir formül örneği verdik ve bu alt bölümün oluşum tarihinden bahsettik. Fizik derslerinde yedinci sınıfta kavramı tanıtılan kinematik, rölativistik (klasik olmayan) bölüm çerçevesinde sürekli geliştirilmeye devam ediyor.
