Kinematics ni ... Kinematics: ufafanuzi, fomu, kazi

Kinematics ni nini? Hii ni kifungu cha mitambo, ambayo inachunguza mbinu za hisabati na kijiometri ya kuelezea mwendo wa vitu vilivyowekwa. Wanaanguka katika makundi kadhaa. Mada ya makala ya leo itakuwa masuala ambayo kwa namna fulani yanayohusiana na dhana ya "kinematics uhakika". Tutaweza kukabiliana na masuala mengi, lakini tutaanza na dhana ya msingi na maelezo ya maombi yao katika uwanja huu.

Vipi vitu vinazingatiwa?

Kama kinematics ni tawi la fizikia ambalo linasoma njia za kuelezea mwendo wa miili katika nafasi tofauti, basi unahitaji kufanya kazi kwenye miili wenyewe, sawa? Kuelewa kwa haraka ni nini kinachohusika, unaweza kupata somo multimedia kwa wanafunzi wa shule. Kinematics kwa ufahamu kwa ujumla ni rahisi, ikiwa unaelewa misingi yake. Unapofahamu, utaona kwamba kwa nadharia kuna habari kwamba sehemu hii ya fizikia inachunguza ruwaza za mwendo wa vitu vya kimwili. Angalia jinsi ufafanuzi wa vitu unavyozalishwa. Kwa upande mwingine, vitu vya nyenzo si vitu pekee vinavyozingatiwa kinematics. Sehemu hii ya fizikia inachunguza kanuni za mwendo wa miili ya rigid kabisa, na vinywaji bora. Mara nyingi hizi dhana zote tatu huunganishwa katika moja, tu "vitu vyema". Ufafanuzi katika kesi hii ni muhimu kwa makusanyiko ya mahesabu na kuondoka kutoka makosa iwezekanavyo utaratibu. Ikiwa unatazama ufafanuzi wa hatua ya nyenzo, utaona kwamba zifuatazo zimeandikwa juu yake: mwili huu, ambao vipimo vinaweza kupuuzwa katika hali inayofaa. Hii inaweza kueleweka kama ifuatavyo: kwa kulinganisha na umbali uliosafiri, vipimo vya mstari wa kitu ni duni.

Ni nini kinachotumiwa kuelezea?

Kama ilivyoelezwa hapo awali, kinematics ni kifungu cha mitambo, ambayo inachunguza njia za kuelezea mwendo wa hatua. Lakini kama hii ndivyo, basi kwa ajili ya tume ya shughuli hizo, baadhi ya dhana na kanuni za kimsingi zinahitajika, kama vile axiomatic? Ndiyo. Na kwa upande wetu wao ni. Kwanza, kwa kinematics, kwa kawaida ni utawala wa kutatua matatizo bila kuangalia nyuma katika majeshi ya kutenda juu ya hatua ya nyenzo. Sisi sote tunatambua vizuri kwamba mwili utaharakisha au umepungua chini ikiwa nguvu fulani hufanya hivyo. Na kinematics - hii ni kifungu kinachokuwezesha kufanya kazi kwa kuongeza kasi. Hata hivyo, hali ya nguvu zinazojitokeza hazizingatiwi hapa. Kuelezea mwendo, mbinu za uchambuzi wa hisabati, jiometri linalojitokeza na jirani, na pia algebra hutumiwa. Jukumu fulani linachezwa na gridi za kuratibu na hujiunganisha wenyewe. Lakini tutazungumzia jambo hili baadaye.

Historia ya uumbaji

Kazi ya kwanza juu ya kinematics iliandaliwa na msomi mkuu Aristotle. Yeye ndiye aliyeunda kanuni za msingi za sekta hii. Na ingawa kazi zake na hitimisho zilikuwa na maoni kadhaa na hisia, makosa yake ni ya thamani sana kwa fizikia ya kisasa. Kazi ya Aristotle baadaye ilijifunza Galileo Galilei. Alifanya majaribio maarufu kwa mnara wa Pisa, alipojifunza sheria za mchakato wa kuanguka kwa mwili kwa bure. Baada ya kujifunza urefu wote na upana wake, Galileo alisisitiza kutafakari kwa Aristotle na hitimisho kwa kukataa kwa ukali. Kwa mfano, kama wa mwisho aliandika kwamba nguvu ni sababu ya harakati, Galileo ilionyesha kwamba nguvu ni sababu ya kuongeza kasi, lakini sio mwili utachukua na utahamia na utahamia. Kulingana na Aristotle, mwili unaweza kupata kasi tu chini ya ushawishi wa nguvu fulani. Lakini tunajua kwamba maoni haya ni makosa, kwa sababu kuna harakati ya kuendelea sare . Hii mara nyingine tena inathibitisha kanuni za kinamuziki. Na tutaendelea kwa swali linalofuata.

Kinematics. Fizikia. Dhana za msingi

Katika sehemu hii, kuna kanuni kadhaa na ufafanuzi. Hebu tuanze, labda, na moja kuu.

Mwendo wa mitambo

Pengine, kutoka benchi ya shule tunajaribu kuweka wazo la kile kinachoweza kuchukuliwa kama harakati za mitambo. Tunakabiliana nayo kila siku, kila saa, kila pili. Kwa harakati za mitambo tutachunguza mchakato unaofanyika katika nafasi kwa muda, yaani mabadiliko katika nafasi ya mwili fulani. Katika uhusiano huu mara nyingi sana hutumiwa kwa mchakato, yaani, inasema kwamba nafasi ya, kusema, mwili wa kwanza umebadilika kuhusiana na nafasi ya pili. Hebu fikiria kwamba tuna magari mawili kwenye mstari wa mwanzo. Ishara ya Opereta au taa zinapatikana moto - na magari huvunja. Mwanzoni, hali inabadilika. Na unaweza kuzungumza juu ya hii ndefu na ya kutisha: kwa heshima na mshindani, kwa kuzingatia mstari wa kuanza, kwa heshima ya mtazamaji. Lakini, labda, wazo hilo ni wazi. Vile vile kunaweza kusema juu ya watu wawili ambao huenda kwa njia moja au tofauti. Msimamo wa kila mmoja wao kuhusiana na mabadiliko mengine kila wakati.

Mfumo wa kumbukumbu

Kinematics, fizikia - sayansi hizi zote hutumia dhana hii ya msingi kama muafaka wa kumbukumbu. Kwa kweli, ina jukumu muhimu sana na inatumika kwa kawaida katika kazi za kazi karibu kila mahali. Sehemu mbili muhimu zaidi zinaweza kuhusishwa na sura ya kumbukumbu.

Kuratibu gridi na kuratibu

Mwisho ni kitu zaidi kuliko seti ya idadi na barua. Kutumia mipangilio fulani ya mantiki, tunaweza kutunga gridi yetu moja au dimensional, ambayo itatuwezesha kutatua kazi rahisi ya kubadilisha nafasi ya nyenzo kwa kipindi fulani cha wakati. Kawaida katika mazoezi, gridi mbili-dimensional hutumiwa na axes X ("x") na Y ("yerk"). Katika nafasi tatu-dimensional anaongeza mhimili wa Z ("ZET") na X tu iko kwenye nafasi moja. Wafanyabiashara na mara kwa mara hufanya kazi na kuratibu. Na kwa mara ya kwanza tunakuja katika shule ya msingi, tunapoanza kuteka urefu wa urefu fulani. Baada ya yote, kukamilisha sio kitu zaidi kuliko matumizi ya kuratibu zinaonyesha mwanzo na mwisho.

Kinematics darasa 10. Maadili

Kiasi kikubwa kinachotumiwa kutatua matatizo katika kinematics ya hatua ya vitu ni umbali, wakati, kasi na kasi. Hebu tuzungumze juu ya mbili za mwisho kwa undani zaidi. Wote wawili wingi ni vector. Kwa maneno mengine, hawana namba tu ya nambari, lakini pia mwelekeo fulani uliopewa. Mwendo wa mwili utatokea katika mwelekeo ambapo vector ya kasi inaelekezwa. Katika kesi hiyo, hatupaswi kusahau kuhusu vector ya kasi, ikiwa tuna kesi ya kutofautiana. Kuharakisha kunaweza kuelekezwa kwa mwelekeo huo, au kwa upande mwingine. Ikiwa ni co-directional, mwili utahamia kwa kasi na kwa kasi. Ikiwa inaelekezwa tofauti, kitu kitapungua hadi kitakapoacha. Baada ya hayo, mbele ya kasi, mwili utapata kasi kinyume, yaani, itahamia kinyume chake. Yote hii kwa mazoezi inaonyesha wazi sana kinematics. Daraja la 10 ni kipindi tu wakati sehemu hii ya fizikia inafanyika kwa kutosha.

Aina

Nakala za kinematics ni rahisi sana kwa pato na kwa kukariri. Kwa mfano, fomu ya umbali uliosafiri kwa wakati fulani una fomu ifuatayo: S = VoT + aT ^ 2/2. Kama tunavyoona, upande wa kushoto tuna umbali tu. Kwenye upande wa kulia unaweza kupata kasi ya awali, muda na kasi. Ishara ya pamoja ni kiholela, kwa sababu kasi inaweza kuchukua thamani hasi ya scalar wakati kitu kinachokiuka. Kwa ujumla, kinematics ya mwendo ina maana kuwepo kwa aina moja ya kasi, sisi daima kusema "awali", "mwisho", "instantaneous". Upepo wa haraka unaonekana kwa wakati fulani kwa wakati. Lakini ikiwa unafikiri juu yake, vipengele vya mwisho au vya awali sio zaidi ya maonyesho yake, sawa? Mandhari "Kinematics" ni, labda, favorite kati ya watoto wa shule, kwa kuwa ni rahisi na ya kuvutia.

Mifano ya kazi

Katika kinematics rahisi, kuna makundi yote ya kazi tofauti sana. Wote wao ni kwa namna fulani kushikamana na mwendo wa hatua ya nyenzo. Kwa mfano, kwa baadhi inahitajika kuamua umbali uliosafiri na mwili kwa wakati fulani. Katika kesi hii, vigezo kama vile kasi ya awali na kasi inaweza kujulikana. Na labda, kabla ya mwanafunzi, wataweka kazi, ambayo hapo awali itakuwa na haja ya kuelezea na kuhesabu kasi ya mwili. Hebu tuchunguze mfano. Gari huanza kutoka nafasi ya tuli. Njia ipi itapita katika sekunde 5 ikiwa kasi yake ni sawa na mita tatu imegawanywa na pili kwa mraba?

Ili kutatua tatizo hili tunahitaji formula S = VoT + saa ^ 2/2. Ndani yake, sisi tu kubadilisha data zilizopo. Hizi kasi na wakati. Mmoja anapaswa kuzingatia ukweli kwamba neno Vot inakwenda sifuri, tangu kasi ya awali ni sifuri. Hivyo, tunapata majibu ya nambari ya mita 75. Hiyo ndiyo yote, tatizo linatatuliwa.

Matokeo

Kwa hiyo, tulielewa kanuni za msingi na ufafanuzi, tulipa mfano wa formula, na tukazungumzia historia ya kuundwa kwa kifungu hiki. Kinematics, dhana ambayo inatanguliwa katika daraja la saba katika masomo ya fizikia, inaendelea kuwa na kuboreshwa mara kwa mara ndani ya mfumo wa mgawanyiko wa relativistic (nonclassical).