Dhana za kimsingi za kinematiki ni zipi? Sayansi hii ni nini na inasoma nini? Leo tutazungumza juu ya kinematics ni nini, ni dhana gani za kimsingi za kinematics hufanyika katika kazi na inamaanisha nini. Kwa kuongeza, hebu tuzungumze kuhusu idadi ambayo mara nyingi tunashughulikia.
Kinematics. Dhana za kimsingi na ufafanuzi
Kwanza, hebu tuzungumze ni nini. Mojawapo ya sehemu zilizosomwa zaidi za fizikia katika kozi ya shule ni mechanics. Inafuatwa kwa mpangilio usiojulikana na fizikia ya molekuli, umeme, macho, na matawi mengine, kama vile, kwa mfano, fizikia ya nyuklia na atomiki. Lakini hebu tuangalie kwa karibu mechanics. Tawi hili la fizikia linahusika na uchunguzi wa mwendo wa mitambo wa miili. Huanzisha baadhi ya mifumo na kuchunguza mbinu zake.
Kinematics kama sehemu ya mechanics
Nyeo ya mwisho imegawanywa katika sehemu tatu: kinematiki, mienendo na tuli. Hizi subscience tatu, kama unaweza kuziita hivyo, zina sifa za kipekee. Kwa mfano, statics inasoma sheria za usawa wa mifumo ya mitambo. Kuhusishwa na mizani mara moja inakuja akilini. Dynamics husoma sheria za mwendo wa miili, lakini wakati huo huo huzingatia nguvu zinazofanya juu yao. Lakini kinematics hufanya vivyo hivyo, nguvu tu hazizingatiwi. Kwa hivyo, wingi wa vyombo hivyo hivyo hauzingatiwi katika majukumu.
Dhana za kimsingi za kinematiki. Mwendo wa mitambo
Somo katika sayansi hii ni nyenzo muhimu. Inaeleweka kama mwili, vipimo ambavyo, kwa kulinganisha na mfumo fulani wa mitambo, vinaweza kupuuzwa. Mwili huu unaoitwa bora ni sawa na gesi bora, ambayo inazingatiwa katika sehemu ya fizikia ya Masi. Kwa ujumla, wazo la hatua ya nyenzo, katika mechanics kwa ujumla na katika kinematics haswa, ina jukumu muhimu sana. Kinachozingatiwa sana kinachojulikana kama harakati ya kutafsiri.
Ina maana gani na inaweza kuwa nini?
Kwa kawaida miondoko hugawanywa katika mzunguko na tafsiri. Dhana za kimsingi za kinematics za mwendo wa tafsiri zinahusiana haswa na idadi inayotumika katika fomula. Tutazungumza juu yao baadaye, lakini kwa sasa wacha turudi kwenye aina ya harakati. Ni wazi kwamba ikiwa tunazungumzia kuhusu mzunguko, basi mwili unazunguka. Ipasavyo, harakati ya kutafsiri itaitwa harakati ya mwili katika ndege au mstari.
Msingi wa kinadharia wa kutatua matatizo
Kinematiki, dhana za kimsingi na fomula ambazo tunazingatia sasa, ina idadi kubwa ya majukumu. Hii inafanikiwa kupitia combinatorics ya kawaida. Njia moja ya utofauti hapa ni kubadili hali zisizojulikana. Tatizo moja na sawa linaweza kuwasilishwa kwa mwanga tofauti kwa kubadilisha tu madhumuni ya ufumbuzi wake. Inahitajika kupata umbali, kasi, wakati, kuongeza kasi. Kama unaweza kuona, kuna chaguzi nyingi. Ikiwa tutajumuisha masharti ya kuanguka bila malipo hapa, nafasi itakuwa isiyoweza kufikiria.
Maadili na fomula
Kwanza kabisa, tuweke nafasi moja. Kama inavyojulikana, idadi inaweza kuwa na asili mbili. Kwa upande mmoja, thamani fulani ya nambari inaweza kuendana na thamani fulani. Lakini kwa upande mwingine, inaweza pia kuwa na mwelekeo wa usambazaji. Kwa mfano, wimbi. Katika optics, tunakabiliwa na dhana kama urefu wa wimbi. Lakini ikiwa kuna chanzo thabiti cha mwanga (laser sawa), basi tunashughulika na boriti ya mawimbi ya polarized ya ndege. Kwa hivyo, wimbi litalingana sio tu na thamani ya nambari inayoonyesha urefu wake, lakini pia kwa mwelekeo fulani wa uenezi.
Mfano wa kawaida
Matukio kama haya ni mlinganisho katika ufundi. Wacha tuseme mkokoteni unaviringika mbele yetu. Naasili ya harakati, tunaweza kuamua sifa za vector ya kasi yake na kuongeza kasi. Itakuwa vigumu zaidi kufanya hivyo wakati wa kusonga mbele (kwa mfano, kwenye sakafu tambarare), kwa hivyo tutazingatia hali mbili: wakati toroli inapoviringishwa na inaposhuka.
Kwa hivyo hebu tuwazie kuwa toroli inaenda juu kwa mteremko mdogo. Katika kesi hii, itapungua ikiwa hakuna nguvu za nje zinazofanya juu yake. Lakini katika hali ya nyuma, yaani, wakati gari linapungua, litaongeza kasi. Kasi katika kesi mbili inaelekezwa kuelekea mahali ambapo kitu kinasonga. Hii inapaswa kuchukuliwa kama sheria. Lakini kuongeza kasi kunaweza kubadilisha vekta. Wakati wa kupungua, inaelekezwa kwa mwelekeo kinyume na vector ya kasi. Hii inaelezea kushuka. Msururu sawa wa kimantiki unaweza kutumika kwa hali ya pili.
Thamani zingine
Tumezungumza hivi punde juu ya ukweli kwamba katika kinematics hufanya kazi sio tu na idadi ya scalar, lakini pia na zile za vekta. Sasa hebu tuchukue hatua moja zaidi. Mbali na kasi na kuongeza kasi, wakati wa kutatua matatizo, sifa kama vile umbali na wakati hutumiwa. Kwa njia, kasi imegawanywa katika awali na papo hapo. Wa kwanza wao ni kesi maalum ya pili. Kasi ya papo hapo ni kasi ambayo inaweza kupatikana wakati wowote. Na kwa ya kwanza, pengine, kila kitu kiko wazi.
Kazi
Sehemu kubwa ya nadharia ilisomwa na sisi mapema katika aya zilizopita. Sasa inabakia tu kutoa kanuni za msingi. Lakini tutafanya vizuri zaidi: hatutazingatia tu kanuni, lakini pia kuzitumia wakati wa kutatua shida ili kutatua shida.kukamilisha maarifa yaliyopatikana. Kinematics hutumia seti nzima ya kanuni, kuchanganya ambayo, unaweza kufikia kila kitu unachohitaji kutatua. Hapa kuna tatizo la masharti mawili kuelewa hili kabisa.
Mwendesha baiskeli akipunguza mwendo baada ya kuvuka mstari wa kumalizia. Ilimchukua sekunde tano kusimama kabisa. Jua kwa kasi gani alipunguza kasi, na pia ni umbali gani wa kusimama aliweza kufunika. Umbali wa kusimama unachukuliwa kuwa mstari, kasi ya mwisho inachukuliwa sawa na sifuri. Wakati wa kuvuka mstari wa kumalizia, kasi ilikuwa mita 4 kwa sekunde.
Kwa kweli, kazi hii inavutia sana na si rahisi kama inavyoweza kuonekana mwanzoni. Ikiwa tunajaribu kuchukua fomula ya umbali katika kinematics (S=Vot + (-) (saa ^ 2/2)), basi hakuna kitakachotokea, kwa kuwa tutakuwa na equation na vigezo viwili. Jinsi ya kuendelea katika kesi kama hiyo? Tunaweza kwenda kwa njia mbili: kwanza kuhesabu kuongeza kasi kwa kubadilisha data katika fomula V=Vo - saa, au kuelezea kuongeza kasi kutoka hapo na kuibadilisha kwenye fomula ya umbali. Hebu tutumie mbinu ya kwanza.
Kwa hivyo, kasi ya mwisho ni sifuri. Awali - mita 4 kwa pili. Kwa kuhamisha idadi inayolingana kwa pande za kushoto na kulia za equation, tunafikia usemi wa kuongeza kasi. Hii hapa: a=Vo/t. Kwa hivyo, itakuwa sawa na mita 0.8 kwa kila sekunde yenye mraba na itakuwa na herufi ya kusimama.
Nenda kwenye fomula ya umbali. Tunabadilisha tu data ndani yake. Tunapata jibu: umbali wa kusimama ni mita 10.
