Historie kinematiky, principy, vzorce, cvičení

1140
Anthony Golden
Historie kinematiky, principy, vzorce, cvičení

The kinematika Je to oblast fyziky (konkrétněji klasická mechanika), která se zabývá studiem pohybu těles bez zohlednění jeho příčin. Zaměřuje se na studium trajektorií těles v čase s využitím veličin, jako je posunutí, rychlost a zrychlení.

Mezi problémy pokryté kinematikou patří rychlost jízdy vlaku, doba potřebná k tomu, aby autobus dosáhl svého cíle, zrychlení, které letadlo potřebuje v době vzletu k dosažení rychlosti potřebné k rozjezdu, mimo jiné.

K tomu využívá kinematika souřadný systém, který umožňuje popsat trajektorie. Tento prostorový souřadný systém se nazývá referenční systém. Odvětví fyziky, které se zabývá studiem pohybů s přihlédnutím k jejich příčinám (silám), je dynamika.

Rejstřík článků

  • 1 Historie
    • 1.1 Příspěvek Pierra Varignona
  • 2 Co studuješ?
  • 3 Zásady
  • 4 Vzorce a rovnice
    • 4.1 Rychlost
    • 4.2 Zrychlení
    • 4.3 Rovnoměrný přímočarý pohyb
    • 4.4 Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb
  • 5 Cvičení vyřešeno
  • 6 Reference

Příběh

Etymologicky má slovo kinematika svůj původ v řeckém výrazu κινηματικος (kynēmatikos), což znamená pohyb nebo posunutí. Není divu, že první záznam studií pohybu odpovídá řeckým filozofům a astronomům.

Avšak teprve ve čtrnáctém století se objevily první koncepty kinematiky, které se nacházejí v doktríně intenzity forem nebo teorie výpočtů (výpočty). Tento vývoj provedli vědci William Heytesbury, Richard Swineshead a Nicolás Oresme.

Později, kolem roku 1604, Galileo Galilei provedl studium pohybu ve volném pádu těl a koulí v nakloněných rovinách.

Galileo se mimo jiné zajímal o to, jak se pohybovaly planety a dělové střely.

Příspěvek Pierra Varignona

Za počátek moderní kinematiky se považuje představení Pierra Varignona v lednu 1700 na Královské akademii věd v Paříži..

V této prezentaci dal definici pojmu zrychlení a demonstroval, jak jej lze odvodit z okamžité rychlosti, pouze s použitím diferenciálního počtu..

Konkrétně termín kinematika vytvořil André-Marie Ampère, který upřesnil, jaký je obsah kinematiky, a umístil jej do oblasti mechaniky..

Nakonec vývojem teorie speciální relativity Albertem Einsteinem začalo nové období; je to, co je známé jako relativistická kinematika, ve které prostor a čas již nemají absolutní charakter.

Co studuješ?

Kinematika se zaměřuje na studium pohybu těles, aniž by se zabývala analýzou jeho příčin. K tomu využívá pohyb hmotného bodu jako ideální zobrazení pohybujícího se těla..

Začátek

Pohyb těles je studován z pohledu pozorovatele (interního nebo externího) v rámci referenčního systému. Kinematika tedy matematicky vyjadřuje, jak se tělo pohybuje od variace souřadnic polohy těla v čase.

Tímto způsobem závisí funkce, která umožňuje vyjádřit trajektorii těla, nejen na čase, ale také na rychlosti a zrychlení.

V klasické mechanice je prostor považován za absolutní prostor. Jedná se tedy o prostor nezávislý na hmotných tělesech a jejich posunu. Rovněž se domnívá, že všechny fyzikální zákony jsou splněny v jakékoli oblasti vesmíru..

Stejným způsobem se klasická mechanika domnívá, že čas je absolutní čas, který plyne stejným způsobem v jakékoli oblasti vesmíru, bez ohledu na pohyb těles a jakýkoli fyzický jev, který se může vyskytnout..

Vzorce a rovnice

Rychlost

Rychlost je velikost, která umožňuje dávat do souvislosti cestovaný prostor a čas použitý k jeho cestování. Rychlost lze získat odvozením polohy ve vztahu k času.

v = ds / dt

V tomto vzorci s představuje polohu těla, v je rychlost těla at je čas.

Akcelerace

Zrychlení je velikost, která umožňuje dávat do souvislosti změnu rychlosti s časem. Zrychlení lze dosáhnout odvozením rychlosti s ohledem na čas.

a = dv / dt

V této rovnici a představuje zrychlení pohybujícího se tělesa.

Rovnoměrný pohyb čar

Jak název napovídá, jedná se o pohyb, při kterém k pohybu dochází v přímce. Jelikož je jednotný, jedná se o pohyb, při kterém je rychlost konstantní a při kterém je tedy zrychlení nulové. Rovnice rovnoměrného přímočarého pohybu je:

s = s0 + v / t

V tomto vzorci0 představuje výchozí pozici.

Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb

Opět se jedná o pohyb, při kterém k pohybu dochází v přímé linii. Jelikož je rovnoměrně zrychlováno, jedná se o pohyb, při kterém rychlost není konstantní, protože se mění v důsledku zrychlení. Rovnice rovnoměrně zrychleného přímočarého pohybu jsou následující:

v = v0 + a

s = s0 + proti0 ∙ t + 0,5 ∙ a tdva

V těchto v0 je počáteční rychlost a a je zrychlení.

Cvičení vyřešeno

Pohybová rovnice tělesa je vyjádřena následujícím výrazem: s (t) = 10t + tdva. Určit:

a) Typ pohybu.

Jedná se o rovnoměrně zrychlený pohyb, protože má konstantní zrychlení 2 m / sdva.

v = ds / dt = 2 t

a = dv / dt = 2 m / sdva

b) Pozice 5 sekund po zahájení pohybu.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5dva= 75 m

c) Rychlost, když od začátku pohybu uplynulo 10 sekund.

v = ds / dt = 2 t

v (10) = 20 m / s

d) Čas potřebný k dosažení rychlosti 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Reference

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzika Volume 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Prvky mechaniky včetně kinematiky, kinetiky a statiky. Sponky E a FN.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematika". Mechanické systémy, klasické modely: Mechanika částic. Springer.
  4. Kinematika. (n.d.). Na Wikipedii. Citováno 28. dubna 2018, z webu es.wikipedia.org.
  5. Kinematika. (n.d.). Na Wikipedii. Citováno 28. dubna 2018 z en.wikipedia.org.

Zatím žádné komentáře