Fysisk

Kinematikk

Kinematikk

Vi forklarer hva kinematikken er, hvilke studier, dens prinsipper og gir flere eksempler

Kinematikken studerer bevegelsen av kurvens ball. En enkel modell antar at den er en partikkel representert av massesenteret

Hva er kinematikk?

De Kinematikk Det er grenen av klassisk fysikk som bare omhandler beskrivelsen av Bevegelse av kropper, uten å ta hensyn til interaksjonene som forårsaket denne bevegelsen.

Bevegelsen av et legeme generelt kan dekomponere i to: En oversettelsesbevegelse og en av rotasjon. Men hvis objektet er lite nok, nesten pleier et punkt, er bevegelsen bare translasjonell, og det er grunnen til at konseptet med partikkel er nyttig i fysikk.

I fysikk er en partikkel et materielt punkt, det vil si et deigpunkt. Beskrivelsen av bevegelsen av et omfattende organ kan være kompleks, men den er ganske forenklet hvis vi vurderer et punkt som kalles massesenteret, siden dette punktet oppfører seg som om hele massen var konsentrert i den.

Hvis objektet er symmetrisk og homogent, sammenfaller massesenteret med dets geometriske sentrum.

For eksempel er månens translasjonsbevegelse med hensyn til jorden bevegelsen av månens sentrale punkt. Tilsvarende, hvis du ønsket å beskrive bevegelsen til en basketballball, er det nok å beskrive bevegelsen til dets deigsenter, et punkt som representerer translasjonsbevegelsen til hele ballen.

Kino -prinsipper

Translational Kinematics er beskrivelsen av bevegelsen av et materiell deigpunkt m, kalt "Partikkel".

For å finne partikkelen krever Et referansesystem, det vil si et punkt som partikkelen blir observert.

Det kan tjene deg: Pluto (dvergplaneten)

Tre gjensidig vinkelrett akser, kalt kartesiske aksler, som tjener til å definere plasseringen av et punkt i rommet gjennom et koordinatsystemovergang gjennom referansesystemet gjennom et koordinatsystem.

I tillegg til systemet eller referanserammen, er følgende kinematiske størrelser definert, som bevegelsen er beskrevet med:

  • Posisjonen av partikkelen, på et bestemt observasjonsmom. Denne vektoren avhenger av romkoordinatene, som igjen avhenger av tiden.
  • Hastighet Det er den neste filmmengden av interesse, som er et mål på endring av posisjon per tidsenhet. Innser hvor rask eller variabel bevegelsen er.
  • Akselerasjon, definert som hastighetsendringen per tidsenhet. I klassisk mekanikk er akselerasjon proporsjonal med nettokraften på partikkelen, og er konstant av proporsjonalitet sin egen masse.

Typer av bevegelse i kinematikk

I kinematikk er bevegelsestypene klassifisert i henhold til banen og akselerasjonsverdien. På denne måten skiller følgende typer bevegelse:

  1. Ensartet rettlinjet bevegelse (MRU): Når banen er en rett linje og akselerasjonen er null.
  2. Jevn akselerert rettlinjet bevegelse (MRUA): Hvis partikkelen følger en rett linje og akselerasjonen er konstant og parallell med hastighet.
  3. Jevn forsinket rettlinjet bevegelse (MRUR): Når banen er en linje, men akselerasjonen peker i retningen i strid med hastigheten.
  4. Parabolsk bevegelse: Det er en bevegelse i det vertikale planet som resulterer i en parabolsk bane og oppstår når et objekt kastes i luften. Den parabolske bevegelsen er superposisjonen av en enhetlig horisontal rettlinjet bevegelse og en akselerert vertikal bevegelse.
  5. Uniform Circular Movement (MCU): Det oppstår når partikkelen beveger seg på en sirkel, og beskriver like buer i like tider.
  6. Jevn akselerert sirkulær bevegelse (MCUA): Det er den som oppstår når partikkelen beveger seg på en sirkel, slik at den tilbakelagte buen øker over tid etter en kvadratisk lov.
Kan tjene deg: langsgående bølger: egenskaper, forskjeller, eksempler I den ensartede rettlinjede bevegelsen reiser mobilen like avstander i like tider, som nevnt i figuren

Kinoeksempler

Hastighet og hastighet

Hastigheten er tiltaket som et objekts plassering endres. På få presise termer kan det sies at en bil går raskere enn en annen hvis posisjonen endres mer i samme tidsperiode.

Hastigheten er kvotienten til avstanden som er reist mellom den tiden som ble brukt til å reise den avstanden.

Som et eksempel går to sportsbiler, den ene gule og de andre røde bilene.

En observatør på bredden av veien måler tiden det tar til hver enkelt å reise en 500 m seksjon og fant ut at den gule bilen tok en tid på 10 sekunder, mens rød tok 25 sekunder.

Så hastigheten på den gule bilen er:

500 m/10 s = 50 m/s = 180 km/t

Mens den røde bilen har en hastighet på:

500 m/25 s = 20 m/s = 72 km/t

Observatøren er sikker på at den gule bilen går raskere enn rød. For å vite hastigheten på biler er det imidlertid også nødvendig å vite bevegelsesretningen.

Hvis observatøren fastslår at fra venstre mot høyre er det den positive retningen og den gule bilen går i den retningen, vil hastigheten være +180 km/t.

Men hvis den røde bilen kommer i motsatt retning, vil hastigheten være -72 km/t.

Øyeblikkelig hastighet og gjennomsnittshastighet

Når objekter beveger seg kan ha øyeblikkelige variasjoner i hastigheten, er det faktisk den vanligste situasjonen.

Kan tjene deg: negativ akselerasjon: Formler, beregning og løste øvelser

For eksempel, på et øyeblikk gitt hastighetsmåleren til en 50 km/t bil, men gradvis synker verdien opp til 0 km/t på grunn av et rødt trafikklys. Da endres lyset til grønt og speedometeret begynner å stige til en verdi på 40 km/t og forblir slik til bilen stopper igjen.

I et tilfelle som dette endres hastigheten i hvert øyeblikk.

Hvis den forrige ruten ble gjort i en total tid på 60 minutter og den totale tilbakelagte distansen var 20 km, var gjennomsnittlig hastighet:

20 km/ 60 min = 20 km/ 1 time = 20 km/ t.

Men bortsett fra dette informerer ikke gjennomsnittshastigheten om variasjonene som skjedde i mellomtiden.

Akselerasjon

Akselerasjon er hastighetsendringen per tidsenhet. Hastigheten kan endre seg på grunn av variasjoner i:

  • Farten
  • Retningen
  • Begge samtidig

Gjenstandene som faller i frie fallopplevelse akselerasjon, siden hastigheten deres i hvert øyeblikk er i økning. Akselerasjonen av kropper på jordoverflaten er omtrent g = 10 m/s2, Noe som betyr at hastigheten i løpet av høsten øker med 10 m/s for hvert sekund som går.

For eksempel skaffer et objekt som frigjøres fra Rest i 2 sekunders høst en hastighet på 20 m/s, og er reduksjonsavstanden på 20 meter.

Men hvis høsten oppstår i 4 sekunder, vil det skaffe seg en hastighet på 40 m/s og avstanden som er tilbakelagt under nedstigningen er åpenbart større: 80 m.