Kinematička povijest, načela, formule, vježbe



kinematika je područje fizike (točnije klasične mehanike) koje se bavi proučavanjem kretanja tijela bez uzimanja u obzir uzroka. Fokusira se na proučavanje trajektorija tijela tijekom vremena korištenjem veličina kao što su pomicanje, brzina i ubrzanje.

Neke od tema koje pokriva kinematika je brzina kojom se vlak kreće, vrijeme koje je potrebno autobusu da stigne na svoje odredište, ubrzanje koje zrakoplov zahtijeva u trenutku polijetanja kako bi se postigla brzina potrebna za polijetanje, među ostalima.

Za to, kinematika pribjegava sustavu koordinata koje omogućuju opisivanje putanja. Ovaj sustav prostornih koordinata naziva se referentni sustav. Grana fizike koja se bavi proučavanjem kretanja uzimajući u obzir njihove uzroke (sile), jest dinamika.

indeks

  • 1 Povijest
    • 1.1 Doprinos Pierrea Varignona
  • 2 Što uči??
  • 3 Načela
  • 4 Formule i jednadžbe
    • 4.1 Brzina
    • 4.2 Ubrzanje
    • 4.3 Jedinstveno pravocrtno gibanje
    • 4.4 Jednako ubrzano pravocrtno gibanje
  • 5 Vježba riješena
  • 6 Reference

povijest

Etimološki, riječ kinematika potječe iz grčkog pojma κινηματικος (kynēmatikos), što znači kretanje ili premještanje. Ne uzalud, prvi zapis studije o pokretu odgovara grčkim filozofima i astronomima.

Međutim, tek u četrnaestom stoljeću pojavljuju se prvi pojmovi o kinematici, koji su unutar doktrine intenziteta oblika ili teorije izračuna (calculationes). To su radili znanstvenici William Heytesbury, Richard Swineshead i Nicolás Oresme.

Nakon toga, oko 1604. godine, Galileo Galilei je proveo svoje studije o kretanju u slobodnom padu tijela, a sfere na kosim ravninama.

Među ostalim, Galileo je bio zainteresiran za razumijevanje kako su se planete i topovski projektili pomicali..

Doprinos Pierrea Varignona

Smatra se da je početak moderne kinematike nastao predstavljanjem Pierrea Varignona u siječnju 1700. na Kraljevskoj akademiji znanosti u Parizu..

U ovoj je prezentaciji dao definiciju pojma ubrzanja i pokazao kako se može izvesti iz trenutne brzine, koristeći samo diferencijalni izračun.

Konkretno, izraz kinematografija skovao je André-Marie Ampère, koji je naveo sadržaj kinematike i postavio ga u područje mehanike..

Konačno, s razvojem Albert Einsteina iz Teorije posebne relativnosti, započelo je novo razdoblje; je ono što je poznato kao relativistička kinematika, u kojoj prostor i vrijeme više nemaju apsolutni karakter.

Što on proučava?

Kinematika se usredotočuje na proučavanje kretanja tijela bez analize njihovih uzroka. Za to on koristi kretanje materijalne točke, kao idealnu reprezentaciju tijela u pokretu.

početak

Kretanje tijela proučava se sa stajališta promatrača (unutarnjeg ili vanjskog) u okviru referentnog sustava. Dakle, kinematika matematički izražava kako se tijelo kreće od varijacije koordinata položaja tijela s vremenom.

Na taj način funkcija koja omogućuje izražavanje putanje tijela ne samo da ovisi o vremenu, već također ovisi o brzini i ubrzanju..

U klasičnoj mehanici, prostor se smatra apsolutnim prostorom. Dakle, to je prostor neovisan o materijalnim tijelima i njihovom pomaku. Također uzmite u obzir da su svi fizički zakoni zadovoljeni u bilo kojem području prostora.

Na isti način, klasična mehanika smatra da je vrijeme apsolutno vrijeme koje se odvija na isti način u bilo kojem području prostora, neovisno o kretanju tijela i bilo kojem fizičkom fenomenu koji se može dogoditi..

Formule i jednadžbe

brzina

Brzina je veličina koja omogućuje da se poveže putujući prostor i vrijeme provedeno u njemu. Brzina se može dobiti izvođenjem položaja u odnosu na vrijeme.

v = ds / dt

U ovoj formuli s predstavlja položaj tijela, v je brzina tijela, a t je vrijeme.

ubrzanje

Ubrzanje je veličina koja omogućuje povezivanje varijacije brzine s vremenom. Ubrzanje se može postići izvođenjem brzine u odnosu na vrijeme.

a = dv / dt

U ovoj jednadžbi a predstavlja ubrzanje tijela u pokretu.

Ravnomjerno pravocrtno gibanje

Kao što ime sugerira, to je pokret u kojem se pomicanje događa u ravnoj liniji. Budući da je jednolična, to je kretanje u kojem je brzina konstantna iu kojoj je, stoga, ubrzanje nula. Jednadžba jednolikog pravocrtnog kretanja je:

s = s0 + v / t

U ovoj formuli s0 predstavlja početni položaj.

Ravnomjerno ubrzano pravocrtno gibanje

Opet, to je kretanje u kojem se pomicanje odvija u ravnoj liniji. Budući da je jednoliko ubrzan, to je kretanje u kojem brzina nije konstantna, jer se mijenja kao posljedica ubrzanja. Jednadžbe ravnomjerno ubrzanog pravocrtnog gibanja su sljedeće:

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + v0 + T + 0,5 t a t2

U ovim v0 je početna brzina i a je ubrzanje.

Odlučna vježba

Jednadžba kretanja tijela izražena je sljedećim izrazom: s (t) = 10t + t2. odrediti:

a) Tip kretanja.

To je jednoliko ubrzano kretanje, jer ima konstantno ubrzanje od 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) Položaj 5 sekundi nakon pokretanja.

s (5) = 10 + 5 + 52= 75 m

c) Brzina kada je prošlo 10 sekundi od početka kretanja.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Vrijeme potrebno za postizanje brzine od 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

reference

  1. Resnik, Halliday i Krane (2002). Fizika svezak 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Elementi mehanike uključujući kinematiku, kinetiku i statiku. E i FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). „Kinematika”. Mehanički sustavi, klasični modeli: Mehanika čestica. skakač.
  4. Kinematička. (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 28. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
  5. Kinematika. (N. D.). U Wikipediji. Preuzeto 28. travnja 2018. s en.wikipedia.org.