Cinematica del punto materiale: concetti di base, elementi

Il tema dell'articolo di nostro oggi sarà la cinematica del punto materiale. Che cosa è tutto questo? Quali concetti appaiono in esso, e quale definizione dovrebbe essere data a questo termine? Queste e molte altre domande oggi e cercheremo di rispondere.

Definire il concetto

punto materiale Cinematica non è altro che la sottosezione della fisica dal titolo "Meccanica". Lei, a sua volta, studia le leggi del moto dei vari organismi. Cinematica del punto materiale si occupa anche di questo compito, ma non fa in termini generali. In realtà, questa sotto-sezione esamina i metodi che descrivono il moto dei corpi. In questo studio sono adatti solo per il cosiddetto corpo idealizzato. Questi includono: un punto materiale, un corpo rigido e un gas ideale. Prendere in considerazione i concetti in dettaglio. Sappiamo tutti dalla scuola che un punto materiale è chiamato il corpo, le cui dimensioni in ogni situazione può essere trascurato. Tra l'altro, la cinematica di traslazione di un punto materiale inizia a comparire per la prima volta nei libri di testo settimo grado sulla fisica. Questo è il ramo più semplice, in modo da iniziare la conoscenza con la scienza, con il suo aiuto è più conveniente. Diversa è la questione, quali sono gli elementi della cinematica del punto materiale. Sono un bel po ', e possono essere condizionalmente suddivisi in diversi livelli con differenti difficoltà di capire. Se parliamo, ad esempio, il raggio vettore, quindi, in linea di principio, nella sua definizione è nulla proibitivo complesso. Tuttavia, sono d'accordo che è molto più facile da capire è per lo studente che lo studente medio o di scuola superiore. E, francamente parlando, non c'è bisogno di spiegare le caratteristiche degli studenti delle scuole superiori termine.

Una breve storia della cinematica

Molti, molti anni fa, il grande Aristotele ha dedicato la parte del leone del suo tempo libero a studiare e descrivere la fisica come scienza separata. In particolare ha lavorato la cinematica, cercando di presentarlo ai punti e concetti principali, in un modo o in un altro usato in tentativi di risolvere compiti pratici e perfino banali. Aristotle dato l'idea iniziale di ciò sono gli elementi della cinematica del punto materiale. Il suo lavoro e gli scritti sono molto prezioso per tutta l'umanità. Tuttavia, nelle sue conclusioni, ha fatto un numero considerevole di errori, e la questione è che ci sono stati alcuni errori e gli errori. Opere di Aristotele nel suo tempo si interessò altri scienziati – Galileo Galilei. Una delle tesi fondamentali addotti da Aristotele, letto che il movimento del corpo si verifica solo nel caso in cui averla eseguita una certa forza, determinata dalla intensità e direzione. Galileo dimostrato che questo è un errore. Forza influenzerà l'impostazione di velocità, ma non di più. L'italiano ha mostrato che la forza è la causa dell'accelerazione, e può solo essere reciprocamente con esso. Galileo Galiley anche pagato una notevole attenzione allo studio del processo di caduta libera, portando le leggi vigenti. Probabilmente tutti ricordano dei suoi famosi esperimenti, che ha trascorso presso la Torre di Pisa. Nelle sue opere, le basi soluzioni cinematiche usati e fisico Ampere.

concetti iniziali

Come accennato in precedenza, la cinematica di modi che esplorano per descrivere il moto di oggetti idealizzati. In pratica, le basi possono essere applicate analisi matematica, algebra ordinaria e geometria. Ma quali sono i concetti (questo concetto, e nessuna definizione e valori parametrici) sono al centro di questa sottosezione della fisica? In primo luogo, tutti dovrebbero capire chiaramente che la cinematica del movimento di traslazione del moto punto materiale si considera escluso prestazioni di potenza. Cioè, per risolvere i problemi rilevanti, non abbiamo bisogno di formule connesse con il potere. Non è considerato cinematica, non importa quanti di loro ci sono – uno, due, tre, addirittura centinaia di migliaia. Tuttavia, l'esistenza di accelerazione tuttavia fornisce. In un certo numero di punto materiale movimento cinematica problemi prescrive determinare il valore di accelerazione. Tuttavia, le cause di questo fenomeno (cioè forze e la loro natura) non sono considerati, e sono omessi.

classificazione

Abbiamo trovato che la cinematica esplora ed applica metodi per descrivere il moto dei corpi senza tenere conto delle forze che agiscono su di esse. Incidentalmente, questo compito è stato fatto per gli altri sotto-meccanica, che si chiama dinamica. Già ci sono utilizzate le leggi di Newton, che consentono in pratica di definire parametri sufficienti, con un piccolo numero di dati iniziali noti. Concetti di base della cinematica del punto materiale – è lo spazio e il tempo. E in connessione con lo sviluppo della scienza in generale e nel campo, c'era una domanda circa l'opportunità di una tale combinazione.

Fin dall'inizio, ci fu la cinematica classica. Possiamo dire che è peculiare non solo la presenza di entrambe le lacune temporali e spaziali, ma sono indipendente dalla scelta di un particolare sistema di riferimento. Tra l'altro, ne parleremo più avanti. Ora, basta a spiegare di cosa si tratta. intervallo spaziale in questo caso sarà considerato come un segmento, tempo – Intervallo. Sembra che tutto dovrebbe essere chiaro. Ora, queste lacune saranno considerati nella cinematica classica assoluta invarianti, in altre parole, indipendentemente dalla transizione da un fotogramma all'altro. Sia cinematica relativistica di business. Si intervalli in cui la commutazione tra sistemi di riferimento possono variare. E 'saggio per dire anche che non può, e dovrebbe, probabilmente. A causa di questa simultaneità di due eventi casuali diventa anche relativa ed è soggetto a speciale considerazione. È pertanto nella cinematica relativistica di due concetti – spaziali e temporali – sono combinati in un unico.

Cinematica del punto materiale: velocità, accelerazione e altri valori

Per almeno un po 'per capire la fisica di questo comma, è necessario passare i concetti più importanti, conoscere le definizioni e rappresentano ciò che costituisce, in termini generali, l'uno o l'altro valore. Niente di complicato in realtà, è molto facile e semplice. Si pensi, forse, per cominciare con i concetti di base utilizzati nei problemi cinematica.

mozione

movimento meccanico, si assume un processo in cui una o un altro oggetto idealizzato cambia la sua posizione nello spazio. In questo caso, possiamo dire che il cambiamento è in relazione ad altri corpi. È necessario tener conto del fatto che al tempo stesso avviene e la creazione di uno specifico intervallo di tempo tra due eventi. Ad esempio, sarà possibile allocare un certo intervallo formata per il tempo intercorso tra il corpo proveniva da una posizione all'altra. Si noti inoltre che il corpo e quindi può interagire con l'altro, secondo le leggi generali della meccanica. Questo è esattamente ciò che spesso opera cinematica del punto materiale. Il sistema di riferimento – il seguente concetto, che è strettamente connesse.

coordinate

Possono essere chiamati dati comuni che ci permettono di determinare la posizione del corpo in un qualsiasi punto nel tempo. Coordinate sono indissolubilmente legate con il concetto di un sistema di riferimento e una griglia di coordinate. Nella maggior parte dei casi sono una combinazione di lettere e numeri.

raggio vettore

Dal nome dovrebbe essere chiaro che si tratta. Tuttavia, parliamo di più. Se un punto si muove lungo un percorso, e sappiamo l'inizio di un particolare sistema di riferimento, è possibile tenere il vettore posizione in qualsiasi momento. Si unirà alla posizione iniziale del punto con l'istantanea o finiti.

sentiero

Sarà chiamato una linea continua che è prevista in conseguenza del moto di una particella in un dato sistema di riferimento.

Velocità (sia lineare e angolare)

Questo valore, che può dire quanto velocemente il corpo passa attraverso un periodo di lontananza.

Accelerazione (e angolare e lineare)

Essa indica sotto quale legge e con quale intensità cambiamenti del corpo impostazione della velocità.

Forse, qui sono – i principali elementi della cinematica del punto materiale. Si deve notare che sia la velocità e l'accelerazione sono quantità vettoriali. Ciò significa che essi non solo hanno un effetto dimostrativo, ma anche una certa direzione. Tra l'altro, essi possono essere orientati in una direzione e nella direzione opposta. Nel primo caso, il corpo sarà accelerato nel secondo – a rallentare.

I compiti più semplici

Cinematica del punto materiale (velocità, accelerazione e la distanza che è quasi i concetti fondamentali) non ha nemmeno il fatto che un numero enorme di problemi, e molti di loro in diverse categorie. Proviamo a risolvere un compito abbastanza semplice per determinare la distanza percorsa dal corpo.

Supponiamo le condizioni che abbiamo a portata di mano, come segue. L'automobilista si trova sulla linea di partenza. L'operatore fornisce una bandiera segnale visivo e la macchina decolla in modo drammatico. Determinare se si tratta di un nuovo record nei piloti concorso sarà in grado, se la distanza pari a un centinaio di metri, una volta era il leader in 7,8 secondi. Accelerazione del veicolo assunto uguale a 3 metri, diviso per il secondo quadrato.

Quindi, come risolvere un problema simile? E 'abbastanza interessante, come ci viene richiesto di non "a secco" la definizione di alcuni parametri. Lei si illuminò e si trasforma una certa situazione che diversifica le soluzioni di processo e gli indici di ricerca. Ma ciò che dovremmo essere guidati prima, come affrontare il compito?

1. Cinematica del punto materiale comporta l'utilizzo in caso di accelerazione.

2. Si presume decisione utilizzando la formula della distanza, perché appare nelle condizioni dei valori numerici.

Risolviamo il problema per niente facile. Per prendere questa formula della distanza: S = VOT + (-) AT ^ 2/2. Qual è il significato? Abbiamo bisogno di sapere quanto tempo passerà corridore designato distanza, e quindi confrontare l'indice con un record di scoprire che lo avrebbe battuto o no. Per fare questo, abbiamo messo da parte il tempo per lui per ottenere la formula: AT ^ 2 + 2VoT – 2S. Questo non è altro che l' equazione di secondo grado. Ma la macchina decolla, significa che la velocità iniziale è pari a 0. Quando la decisione equazione discriminante sarà pari a 2400 deve essere rimosso per la radice del tempo di ricerca. Portare a seconda cifra decimale: 48.98. Troviamo la radice dell'equazione: 48,98 / 6 = 8,16 secondi. Si scopre che il conducente non sarà in grado di battere il record esistente.