Vad är kinematik? Sektions mekanik som studerar den matematiska beskrivningen av rörelsen hos idealiserade organ

Vad är kinematik? Med sin definition för första gången börjar gymnasieelever bekanta i fysik klasser. Mechanics (kinematik är en av dess sektioner) själv är en stor del av denna vetenskap. Vanligtvis lär den studerande först i läroböcker. Som sagt, är Kinematics en underavdelning av mekanik. Men eftersom vi talar om det, så låt oss tala om detta mer i detalj.

Mekanik som en del av fysiken

Ordet "ingenjör" har grekiskt ursprung och bokstavligen översättas som konsten att bygga maskiner. I fysik, anses det vara en sektion som undersöker rörelsen av så kallade kontaktmaterialkroppar i olika-utrymmen (dvs kan rörelsen sker i samma plan, i den konventionella rutnät eller i tredimensionella rymden). Studiet av interaktionen mellan partiklarna - en av de uppgifter som utförs av mekanik (kinematik - undantaget från denna regel, eftersom det är engagerad i modellering och analys av alternativa situationer utan att ta hänsyn till effekterna av energiinställningar). Med allt detta bör det noteras att den berörda delen av fysiken innebär förflyttning av förändring av kroppsposition i rymden över tiden. Denna definition gäller inte bara viktiga punkter och organ i allmänhet, men också till sina delar.

Begreppet kinematik

Namnet på denna gren av fysiken har också en grekiskt ursprung och betyder ordagrant "att flytta." Således får vi originalet, har ännu inte bildat ett riktigt svar på den fråga som är kinematik. I det här fallet kan vi säga att avsnittet undersöker de matematiska sätt att beskriva de olika typer av rörelse direkt idealiserade organ. Detta är den så kallade absoluta fasta ämnen, om ideala vätskor, och, naturligtvis, på viktiga punkter. Det är viktigt att komma ihåg att vid tillämpningen beskriva orsakerna till rörelse ignoreras. Det vill säga, kommer inte att beaktas parametrar såsom kroppsvikt eller kraft som påverkar karaktären av hans rörelse.

Fundamentals of kinematik

De omfattar begrepp som tid och rum. Som ett av de enklaste exemplen innefattar den situation där, säg, de materialet rör sig längs omkretsen av en viss radie. I detta fall är attributet obligatoriskt kinematik förekomsten av sådana kvantiteter som centripetalaccelerationen som är riktade utmed vektorn från kroppen mot centrum av cirkeln. Det vill säga accelerationsvektor i någon av tidpunkterna är densamma som radien av cirkeln. Men även i detta fall (om centripetalaccelerationen) kinematik inte ange vad naturen är den kraft som har lett till dess uppkomst. Detta är den åtgärd som undersöker dynamiken.

Vad är kinematik?

Så svaret på vad som är kinematik, vi faktiskt fått. Det är en gren av mekaniker som studerar sätt att beskriva rörelse idealiserade föremål utan att studera effektparametrarna. Nu ska vi prata om vad som kan vara kinematik. Den första i sitt slag - en klassiker. Det anses vara den absoluta rumsliga och tidsmässiga egenskaper hos en viss typ av rörelse. I rollen som den första segmenten visas längd, som den sista - perioden. Med andra ord kan vi säga att dessa parametrar är oberoende av valet av referenssystemet.

relativistisk

Den andra typen är de relativistiska kinematik. I den mellan två motsvarande händelser temporala och spatiala egenskaper kan förändras, om en övergång från en ram till en annan. Samtidig av två händelser på ursprunget till det här fallet tar också bara relativ. I denna typ av kinematik två separata begrepp (och vi talar om tid och rum) slås samman till en. I det värdet, som vanligen kallas intervall blir invariant under Lorentz transformationer.

Historien om kinematik

Vi lyckades ta itu med konceptet och ge ett svar på frågan om vad kinematik. Men vad var historien om sitt ursprung som en underavdelning av mekanik? Det är ungefär det nu och borde prata. Ganska lång tid alla begrepp i detta moment bygger på verk som skrivits av Aristoteles. De existerar motsvarande påståenden att hastigheten hos kroppen i nedgången i direkt proportion till den numeriska index för vikten av en kropp. Det nämns också att orsaken till rörelsen är bara styrka, men i sin frånvaro på varje rörelse och tal kan inte vara.

Galileo experiment

Aristoteles verk i slutet av femtonhundratalet, blev intresserad av den berömda vetenskapsmannen Galileo Galilei. Han började studera processen med fritt fallande kropp. Nämnas kan om sina erfarenheter, som han tillbringade i tornet i Pisa. Dessutom är forskare studerar processen av tröghetskroppar. I slutändan var Galileo kunna bevisa att Aristoteles var fel i sitt arbete, och han gjorde ett antal felaktiga slutsatser. Motsvarande boken Galileo redogjorde för resultatet av detta arbete med bevisen mot slutsatserna från Aristoteles.

Moderna kinematik tros i dag, han var född i januari 1700. Sedan, innan den franska vetenskapsakademin gav Per Varinon. Han ledde också de första begreppen acceleration och hastighet för att skriva och förklara dem i en differentialform. Lite senare antog vissa filmisk presentation och noterade amp. På sjuttonhundratalet den användes i kinematik i den så kallade variationskalkyl. Speciell relativitetsteori etablerade ännu senare visade det utrymmet, som tid, är inte absolut. Samtidigt påpekades att räntan kan vara fundamentalt begränsad. Dessa är basen för kinematik skjuts till utveckling inom ramen och villkoren för de så kallade relativistisk mekanik.

Begrepp och värden som används i avsnitt

Fundamentals of kinematik omfattar flera variabler som används inte bara i teoretiska termer, men har också en plats i de praktiska formler som används för att modellera och lösa ett specifikt användningsområde. Förtrogen med dessa värden och begrepp i mer i detalj. Låt oss börja med den senare.

1) Mekanisk rörelse. Det definieras som en förändring från en idealiserad rumsliga position i förhållande till den andra kroppen (masspunkter) under de tidslucke förändringar. När det är på kroppen, som hänvisas till, har mellan dem motsvarande kraften av interaktion.

2) referenssystemet. Kinematik, definitionen av vilka vi har gett tidigare, baserat på användning av koordinatsystemet. Med dess variationer är ett nödvändigt villkor (andra förutsättning är användningen av anordningar eller organ för mätning av tid). I allmänhet är en referenssystemet som krävs för en lyckad beskrivning av en viss typ av trafik.

3) koordinater. Som en konventionell mått på den imaginära, är oupplösligt förenad med den tidigare koncept (referenssystem), koordinaterna är några andra än det sätt på vilket bestäms av positionen för den idealiserade kroppen i rymden. I det här fallet, för att beskriva kan tillämpas siffror och specialtecken. Koordinater används ofta av scouter och artillerister.

4) Radien-vektor. Detta är en fysisk kvantitet, som i praktiken används för att definiera den idealiserade kroppsposition med ett öga till sitt ursprungliga läge (och inte bara). Enkelt uttryckt, det tar en viss punkt, och det är fixerad till de konventioner. Oftast är ursprunget. Så då, låt oss säga, idealiserad kroppen från denna punkt börjar röra sig på en fri godtycklig bana. Vid varje givet tillfälle kan vi koppla positionen för kroppen till ursprung och härstammar direkt kommer att representera något annat än radien vektor.

5) § kinematik använder begreppet bana. Det är en vanlig kontinuerlig linje, som skapas under den idealiserade kroppsrörelse vid godtycklig olik fri rörlighet i rymden. Bana, respektive, kan vara rätlinjig, cirkulära och polygonala.

6) kropps kinematiken oupplösligt knuten till en sådan fysisk kvantitet som hastighet. I själva verket är det en vektorstorhet (det är viktigt att komma ihåg att begreppet en skalär kvantitet det gäller endast i undantagsfall), vilket ger svarshastigheten av förändring i läget för en idealiserad kropp. Vector anses bero på det faktum att rörelsehastigheten definierar riktningen av vad som händer. Vid användning av begreppet bör användas referenssystem, som tidigare nämnts.

7) kinematik, vars definition säger att det inte tar upp orsakerna till rörelse i vissa situationer granska och acceleration. Det är också en vektorkvantitet, som visar den idealiserade vektorhastigheten av kroppen såsom kommer att i stor utsträckning ändras med alternativa (parallella), är tidsenheten ändras. Vetskap samtidigt, i vilken riktning riktad båda vektor - hastighets- och accelerations - det kan sägas om vad karaktären är kroppsrörelse. Det kan antingen vara likformigt accelererad (samma vektor), eller ravnozamedlennym (raznonapravleny vektor).

8) Den vinkelhastighet. En annan vektorstorhet. I princip är dess definition detsamma som samma, som vi gav tidigare. I själva verket skillnaden ligger endast i det faktum att de tidigare diskuterade fall inträffar vid körning på rak väg. Här har vi en cirkelrörelse. Detta kan vara en snygg cirkel och en ellips. Ett liknande koncept ges för vinkelacceleration.

Fysik. Kinematik. formeln

För att lösa praktiska problem i samband med kinematik idealiserade organ, finns en lista av olika formler. De tillåter dig att bestämma avståndet reste, ögonblicklig, initial ändlig hastighet, den tid under vilken kroppen har passerat en viss distans, och mycket mer. En separat fall (privat) modelleras situationen med fritt fall kroppen. De acceleration (betecknade med en bokstav) skall ersättas med tyngdaccelerationen (bokstaven g, numeriskt lika med 9,8 m / s ^ 2).

Så, vad har vi lärt oss? Fysik - kinematik (formler som är härledda från varandra) - detta avsnitt används för att beskriva rörelsen hos idealiserade organ exklusive kraftparametrar som blir orsaker till en motsvarande rörelse. Läsaren kan alltid få bekanta sig med det här ämnet mer i detalj. Physics (temat "kinematik") är mycket viktigt, eftersom det ger en grundläggande förståelse för mekanismerna för hur den globala delen av relevant forskning.