КИНЕМАТИКА: ИСТОРИЯ, ПРИНЦИПЫ, ФОРМУЛЫ, УПРАЖНЕНИЯ - ФИЗИЧЕСКИЙ - 2026

В кинематике является (точнее классической механикой) область физики , кто заботится , чтобы изучить движение тел без учета причин этого. Он фокусируется на изучении траекторий движения тел во времени с использованием таких величин, как смещение, скорость и ускорение.

Некоторые из проблем, охватываемых кинематикой, - это скорость, с которой движется поезд, время, необходимое автобусу, чтобы добраться до места назначения, ускорение, необходимое самолету во время взлета для достижения необходимой скорости для взлета, среди прочего.

Для этого кинематика использует систему координат, которая позволяет описывать траектории. Эта система пространственных координат называется системой отсчета. Раздел физики, который занимается изучением движений с учетом их причин (сил), - это динамика.

история

Этимологически слово кинематика происходит от греческого слова κινηματικος (kynēmatikos), что означает движение или смещение. Неудивительно, что первые сведения об исследованиях движения принадлежат греческим философам и астрономам.

Однако только в четырнадцатом веке появились первые концепции кинематики, которые находятся в рамках доктрины интенсивности форм или теории вычислений (вычислений). Эти разработки были сделаны учеными Уильямом Хейтесбери, Ричардом Свинсхедом и Николасом Оремом.

Позже, примерно в 1604 году, Галилео Галилей провел свои исследования движения при свободном падении тел и сфер на наклонных плоскостях.

Среди прочего, Галилео интересовало, как движутся планеты и снаряды пушек.

Вклад Пьера Вариньона

Считается, что начало современной кинематики произошло с презентацией Пьера Вариньона в январе 1700 года в Королевской академии наук в Париже.

В этой презентации он дал определение концепции ускорения и показал, как его можно вывести из мгновенной скорости, используя только дифференциальное исчисление.

В частности, термин кинематика был придуман Андре-Мари Ампером, который определил, что такое кинематика, и поместил его в область механики.

Наконец, с разработкой Альбертом Эйнштейном теории относительности начался новый период; Это то, что известно как релятивистская кинематика, в которой пространство и время больше не имеют абсолютного характера.

Что ты изучаешь?

Кинематика фокусируется на изучении движения тел, не вдаваясь в анализ его причин. Для этого он использует движение материальной точки как идеальное изображение движущегося тела.

начало

Движение тел изучается с точки зрения наблюдателя (внутреннего или внешнего) в рамках системы отсчета. Таким образом, кинематика математически выражает движение тела от изменения координат положения тела во времени.

Таким образом, функция, позволяющая выразить траекторию движения тела, зависит не только от времени, но и от скорости и ускорения.

В классической механике пространство рассматривается как абсолютное пространство. Следовательно, это пространство, не зависящее от материальных тел и их перемещения. Точно так же он считает, что все физические законы выполняются в любой области пространства.

Точно так же классическая механика считает, что время - это абсолютное время, которое течет одинаково в любой области пространства, независимо от движения тел и любого физического явления, которое может произойти.

Формулы и уравнения

скорость

Скорость - это величина, которая позволяет нам связать пройденное пространство и время, потраченное на его путешествие. Скорость может быть получена путем определения положения относительно времени.

v = ds / dt

В этой формуле s представляет положение тела, v - скорость тела, а t - время.

ускорение

Ускорение - это величина, которая позволяет связать изменение скорости со временем. Ускорение можно получить, вычислив скорость относительно времени.

а = dv / dt

В этом уравнении a представляет собой ускорение движущегося тела.

Равномерное движение линии

Как следует из названия, это движение, в котором движение происходит по прямой. Поскольку оно равномерное, это движение, в котором скорость постоянна и, следовательно, ускорение равно нулю. Уравнение равномерного прямолинейного движения:

s = s ₀ + v / t

В этой формуле s ₀ представляет начальную позицию.

Равномерно ускоренное прямолинейное движение

Опять же, это движение, в котором движение происходит по прямой линии. Поскольку он ускоряется равномерно, это движение, в котором скорость непостоянна, поскольку она изменяется вследствие ускорения. Уравнения равноускоренного прямолинейного движения следующие:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0,5 ∙ при ²

В них v ₀ - начальная скорость и - ускорение.

Упражнение решено

Уравнение движения тела выражается следующим выражением: s (t) = 10t + t ² . Определение:

а) Тип движения.

Это равноускоренное движение, поскольку оно имеет постоянное ускорение 2 м / с ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 м / с ²

б) Положение через 5 секунд после начала движения.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 м

c) Скорость по истечении 10 секунд с начала движения.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 м / с

г) Время, необходимое для достижения скорости 40 м / с.

v = 2t

40 = 2 т

t = 40/2 = 20 с

Ссылки

1. Резник, Халлидей и Крейн (2002). Физика Том 1. Cecsa.
2. Томас Уоллес Райт (1896 г.). Элементы механики, включая кинематику, кинетику и статику. E и FN Spon.
3. П.П. Теодореску (2007). Кинематика. Механические системы, классические модели: механика частиц. Springer.
4. Кинематика. (Й). В Википедии. Получено 28 апреля 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
5. Кинематика. (Й). В Википедии. Получено 28 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.