Çfarë është kinematika? Kjo është një nënfushë e mekanikës që studion metodat matematikore dhe gjeometrike të përshkrimit të lëvizjes së objekteve të idealizuara. Ato ndahen në disa kategori. Tema e artikullit të sotëm do të jetë aspekte që lidhen disi me konceptin e "kinematikës së pikës". Do të trajtojmë shumë tema, por do të fillojmë me konceptet dhe shpjegimet më themelore të zbatimit të tyre në këtë fushë.
Cilat objekte konsiderohen?
Nëse kinematika është një degë e fizikës që studion se si të përshkruani lëvizjen e trupave në hapësira me madhësi të ndryshme, atëherë ju duhet të operoni me vetë trupat, apo jo? Për të kuptuar shpejt se çfarë është në rrezik, mund të gjeni një mësim multimedial të krijuar për studentët. Kinematika është përgjithësisht e thjeshtë për t'u kuptuar, nëse i kuptoni bazat e saj. Kur të njiheni me to, do të vini re se në teori ka informacion se kjo degë e fizikës studion ligjet e lëvizjes së objekteve materiale.pikë. Vini re se si përgjithësohet përkufizimi i objekteve. Nga ana tjetër, pikat materiale nuk janë objektet e vetme të konsideruara nga kinematika. Kjo degë e fizikës studion parimet e lëvizjes si të trupave absolutisht të ngurtë ashtu edhe të lëngjeve ideale. Shumë shpesh të tre këto koncepte kombinohen në një, duke thënë thjesht "objekte të idealizuara". Idealizimi në këtë rast nevojitet për konventat e llogaritjeve dhe largimin nga gabimet e mundshme sistematike. Nëse shikoni përkufizimin e një pike materiale, do të vini re se për të është shkruar si më poshtë: ky është një trup, dimensionet e të cilit mund të neglizhohen në situatën përkatëse. Kjo mund të kuptohet si më poshtë: krahasuar me distancën e përshkuar, dimensionet lineare të objektit janë të papërfillshme.
Çfarë përdoret për të përshkruar?
Siç u përmend më herët, kinematika është një nënseksion i mekanikës që studion se si të përshkruajë lëvizjen e një pike. Por nëse është kështu, a do të thotë se disa koncepte dhe parime themelore, si ato aksiomatike, nevojiten për të kryer operacione të tilla? Po. Dhe në rastin tonë, ato janë. Së pari, në kinematikë është një rregull që të zgjidhen problemet pa shikuar prapa në forcat që veprojnë në një pikë materiale. Të gjithë e dimë mirë se një trup do të përshpejtohet ose ngadalësohet nëse një forcë e caktuar vepron mbi të. Dhe kinematika është nënseksioni që ju lejon të veproni me nxitim. Sidoqoftë, natyra e forcave në zhvillim nuk merret parasysh këtu. Për të përshkruar lëvizjen, përdoren metodat e analizës matematikore, gjeometria lineare dhe hapësinore, dheedhe algjebër. Rrjetet e koordinatave dhe vetë koordinatat gjithashtu luajnë një rol të caktuar. Por ne do të flasim për këtë pak më vonë.
Historia e Krijimit
Punimet e para mbi kinematikën u përpiluan nga shkencëtari i madh Aristoteli. Ishte ai që formoi disa nga parimet themelore të kësaj industrie. Dhe megjithëse veprat dhe përfundimet e tij përmbanin një sërë mendimesh dhe reflektimesh të gabuara, veprat e tij janë ende me vlerë të madhe për fizikën moderne. Veprat e Aristotelit u studiuan më pas nga Galileo Galilei. Ai kreu eksperimentet e famshme me Kullën e Anuar të Pizës, kur hetoi ligjet e procesit të rënies së lirë të një trupi. Pasi kishte studiuar gjithçka brenda dhe jashtë, Galileo i nënshtroi reflektimet dhe përfundimet e Aristotelit ndaj kritikave të ashpra. Për shembull, nëse ky i fundit shkruante se forca është shkaku i lëvizjes, Galileo vërtetoi se forca është shkaku i nxitimit, por jo se trupi do të kapet dhe do të fillojë të lëvizë dhe të lëvizë. Sipas Aristotelit, një trup mund të fitonte shpejtësi vetëm kur i nënshtrohej një force të caktuar. Por ne e dimë se ky mendim është i gabuar, pasi ka një lëvizje të njëtrajtshme përkthimore. Këtë e vërtetojnë edhe një herë formulat e kinematikës. Dhe ne do të kalojmë te pyetja tjetër.
Kinematikë. Fizika. Konceptet themelore
Ka një sërë parimesh dhe përkufizimesh themelore në këtë seksion. Le të fillojmë me kryesorin.
Lëvizja mekanike
Ndoshta, nga banka e shkollës po përpiqemi të hedhim idenë se çfarë mund të konsiderohet një lëvizje mekanike. Ne merremi me të çdo ditë, çdo orë, çdo sekondë. Ne do ta konsiderojmë lëvizjen mekanike një proces që ndodh në hapësirë me kalimin e kohës, domethënë një ndryshim në pozicionin e një trupi. Në të njëjtën kohë, relativiteti shpesh zbatohet në proces, domethënë, ata thonë se pozicioni i, të themi, trupit të parë ka ndryshuar në krahasim me pozicionin e të dytit. Le të imagjinojmë se kemi dy makina në vijën e nisjes. Parashikimi i operatorit ose dritat u ndezën - dhe makinat nisen. Në fillim ka tashmë një ndryshim pozicioni. Për më tepër, ju mund të flisni për këtë për një kohë të gjatë dhe të lodhshme: në lidhje me një konkurrent, në lidhje me vijën e fillimit, në lidhje me një spektator fiks. Por ndoshta ideja është e qartë. E njëjta gjë mund të thuhet për dy njerëz që shkojnë ose në një drejtim ose në drejtime të ndryshme. Pozicioni i secilit prej tyre në raport me tjetrin ndryshon në çdo moment të kohës.
Sistemi i referencës
Kinematika, fizika - të gjitha këto shkenca përdorin një koncept kaq themelor si korniza referimi. Në fakt, ai luan një rol shumë të rëndësishëm dhe përdoret në problemet praktike pothuajse kudo. Dy komponentë të tjerë të rëndësishëm mund të lidhen me kornizën e referencës.
Rrjeti dhe koordinatat e koordinatave
Këto të fundit nuk janë gjë tjetër veçse një koleksion numrash dhe shkronjash. Duke përdorur cilësime të caktuara logjike, ne mund të kompozojmë tonatnjë rrjet koordinativ njëdimensional ose dydimensional, i cili do të na lejojë të zgjidhim problemet më të thjeshta të ndryshimit të pozicionit të një pike materiale gjatë një periudhe të caktuar kohore. Zakonisht, në praktikë, përdoret një rrjet koordinativ dydimensional me boshtet X ("x") dhe Y ("y"). Në hapësirën tredimensionale, ai shton boshtin Z (“z”), dhe në hapësirën njëdimensionale është i pranishëm vetëm X. Artileritë dhe skautët shpesh punojnë me koordinata. Dhe për herë të parë i ndeshim në shkollën fillore, kur fillojmë të vizatojmë segmente me një gjatësi të caktuar. Në fund të fundit, diplomimi nuk është gjë tjetër veçse përdorimi i koordinatave për të treguar fillimin dhe fundin.
Kinematikë Klasa 10. Sasitë
Masitë kryesore që përdoren në zgjidhjen e problemeve në kinematikën e një pike materiale janë distanca, koha, shpejtësia dhe nxitimi. Le të flasim për dy të fundit më në detaje. Të dyja këto sasi janë vektoriale. Me fjalë të tjera, ata nuk kanë vetëm një tregues numerik, por edhe një drejtim të caktuar të paracaktuar. Lëvizja e trupit do të ndodhë në drejtimin në të cilin është drejtuar vektori i shpejtësisë. Në të njëjtën kohë, nuk duhet harruar vektori i nxitimit nëse kemi një rast të lëvizjes së pabarabartë. Nxitimi mund të drejtohet në të njëjtin drejtim ose në drejtim të kundërt. Nëse ato drejtohen së bashku, atëherë trupi do të fillojë të lëvizë më shpejt dhe më shpejt. Nëse ato janë të kundërta, atëherë objekti do të ngadalësohet derisa të ndalojë. Pas kësaj, në prani të nxitimit, trupi do të fitojë shpejtësinë e kundërt, domethënë do të lëvizë në drejtim të kundërt. E gjithë kjo në praktikë tregohet shumë, shumë qartë nga kinematika. Klasa e 10-të është pikërisht kjoperiudha kur ky seksion i fizikës është shpalosur mjaftueshëm.
Formulat
Formulat e kinematikës janë mjaft të thjeshta si për dalje ashtu edhe për memorizimin. Për shembull, formula për distancën e përshkuar nga një objekt në një kohë të caktuar është si më poshtë: S=VoT + aT^2/2. Siç mund ta shohim, në anën e majtë kemi të njëjtën distancë. Në anën e djathtë, mund të gjeni shpejtësinë fillestare, kohën dhe nxitimin. Shenja plus është vetëm e kushtëzuar, pasi nxitimi mund të marrë një vlerë skalare negative gjatë procesit të ngadalësimit të objektit. Në përgjithësi, kinematika e lëvizjes nënkupton ekzistencën e një lloji të shpejtësisë, ne themi vazhdimisht "fillestare", "përfundimtare", "menjëhershme". Shpejtësia e menjëhershme shfaqet në një moment të caktuar kohor. Por në fund të fundit, nëse mendoni kështu, atëherë përbërësit përfundimtarë ose fillestarë nuk janë gjë tjetër veçse manifestimet e tij të veçanta, apo jo? Tema "Kinematika" është ndoshta e preferuar nga nxënësit e shkollës, sepse është e thjeshtë dhe interesante.
Shembuj problemesh
Në kinematikën më të thjeshtë, ka kategori të tëra detyrash shumë të ndryshme. Të gjithë ata janë të lidhur në një mënyrë ose në një tjetër me lëvizjen e një pike materiale. Për shembull, në disa kërkohet të përcaktohet distanca e përshkuar nga trupi në një kohë të caktuar. Në këtë rast, mund të njihen parametra të tillë si shpejtësia fillestare dhe nxitimi. Ose mbase studentit do t'i jepet një detyrë, e cila do të konsistojë thjesht në nevojën për të shprehur dhe llogaritur nxitimin e trupit. Le të marrim një shembull. Makina niset nga një pozicion statik. Çfarë largësie do të ketë kohë të përshkojë për 5 sekonda nëse nxitimi i tij është tre metra,pjesëtuar me një sekondë në katror?
Për të zgjidhur këtë problem, na duhet formula S=VoT + në ^2/2. Ne thjesht zëvendësojmë të dhënat e disponueshme në të. Është nxitimi dhe koha. Vini re se termi Vot do të shkojë në zero, pasi shpejtësia fillestare është zero. Kështu, marrim një përgjigje numerike prej 75 metrash. Kjo është ajo, problemi u zgjidh.
Rezultat
Kështu, ne kuptuam parimet dhe përkufizimet themelore, dhamë një shembull të një formule dhe folëm për historinë e krijimit të këtij nënseksioni. Kinematika, koncepti i së cilës futet në klasën e shtatë në mësimet e fizikës, vazhdon të përmirësohet vazhdimisht në kuadër të seksionit relativist (joklasik).
