- Dějiny
- Příspěvek Pierra Varignona
- Co studuješ?
- Začátek
- Vzorce a rovnice
- Rychlost
- Akcelerace
- Rovnoměrný pohyb čar
- Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb
- Cvičení vyřešeno
- Reference
Tyto kinematika je (konkrétně klasické mechaniky) oblast fyziky, která se stará studovat pohyb těles bez přihlédnutí příčiny toho. Zaměřuje se na studium trajektorií těl v průběhu času pomocí veličin, jako je posun, rychlost a zrychlení.
Mezi kinematické problémy patří rychlost, kterou vlak jede, čas, který autobus potřebuje k dosažení svého cíle, zrychlení, které letoun potřebuje v době vzletu, aby dosáhl potřebné rychlosti k vzletu, mimo jiné.
K tomu používá kinematika souřadnicový systém, který umožňuje popis trajektorií. Tento prostorový souřadný systém se nazývá referenční systém. Obor fyziky, který se zabývá studiem pohybů s ohledem na jejich příčiny (síly), je dynamika.
Dějiny
Etymologicky má slovo kinematika svůj původ v řeckém termínu κινηματικος (kynēmatikos), což znamená pohyb nebo přemístění. Není divu, že první záznam o studiích o pohybu odpovídá řeckým filozofům a astronomům.
Teprve ve čtrnáctém století se však objevily první pojmy kinematiky, které jsou v rámci doktríny intenzity forem nebo teorie výpočtů (výpočty). Tento vývoj provedli vědci William Heytesbury, Richard Swineshead a Nicolas Oresme.
Později, kolem roku 1604, Galileo Galilei provedl studie o pohybu při volném pádu těl a koulí na nakloněných rovinách.
Galileo se mimo jiné zajímal o to, jak se pohybovaly planety a dělové střely.
Příspěvek Pierra Varignona
Začátek moderní kinematiky se považuje za vzniklý při prezentaci Pierra Varignona v lednu 1700 na Královské akademii věd v Paříži.
V této prezentaci uvedl definici pojmu zrychlení a ukázal, jak ji lze odvodit z okamžité rychlosti pomocí pouze diferenciálního počtu.
Konkrétně, termín kinematics byl vytvořen André-Marie Ampère, kdo specifikoval co obsah kinematics byl a umístil to do pole mechaniky.
Nakonec, vývojem Alberta Einsteina z Teorie speciální relativity, začalo nové období; Toto je známé jako relativistická kinematika, v níž prostor a čas již nemají absolutní charakter.
Co studuješ?
Kinematika se zaměřuje na studium pohybu těl, aniž by se zabývala analýzou jeho příčin. K tomu používá pohyb hmotného bodu jako ideální reprezentaci 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 změny souřadnic polohy těla v čase.
Tímto způsobem funkce, která umožňuje vyjádření trajektorie těla, závisí nejen na čase, ale také na rychlosti a zrychlení.
V klasické mechanice je prostor považován za absolutní prostor. Je to tedy prostor nezávislý na hmotných tělech a jejich přemístění. Rovněž se domnívá, že všechny fyzické zákony jsou splněny v jakékoli oblasti vesmíru.
Stejně tak klasická mechanika považuje čas za absolutní čas, který prochází stejným způsobem v jakékoli oblasti prostoru, bez ohledu na pohyb těles a jakýkoli fyzický jev, který se může vyskytnout.
Vzorce a rovnice
Rychlost
Rychlost je velikost, která nám umožňuje vztahovat se k cestovanému prostoru a času potřebnému 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 spojit kolísání rychlosti s časem. Zrychlení lze dosáhnout odvozením rychlosti s ohledem na čas.
a = dv / dt
V této rovnici a představuje zrychlení pohybujícího se těla.
Rovnoměrný pohyb čar
Jak již název napovídá, jedná se o pohyb, ve kterém se pohyb vyskytuje v přímé linii. Protože je rovnoměrný, jedná se o pohyb, ve kterém je rychlost konstantní a ve kterém je tedy zrychlení nulové. Rovnice rovnoměrného přímočarého pohybu je:
s = s 0 + v / t
V tomto vzorci s 0 představuje počáteční polohu.
Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb
Znovu se jedná o pohyb, ve kterém k pohybu dochází v přímé linii. Protože je rovnoměrně zrychleno, jedná se o pohyb, ve kterém rychlost není konstantní, protože se mění v důsledku zrychlení. Rovnice rovnoměrně zrychleného přímočarého pohybu jsou následující:
v = v 0 + a ∙ t
s = s 0 + v 0 ∙ t + 0,5 ∙ při 2
V těchto v 0 je počáteční rychlost a je zrychlení.
Cvičení vyřešeno
Pohybová rovnice těla je vyjádřena následujícím výrazem: s (t) = 10t + t 2. Určit:
a) Druh pohybu.
Jde o rovnoměrně zrychlený pohyb, protože má konstantní zrychlení 2 m / s 2.
v = ds / dt = 2t
A = dv / dt = 2 m / s 2
b) Pozice 5 sekund po zahájení pohybu.
s (5) = 10 + 5 + 5 2 = 75 m
c) Rychlost po uplynutí 10 sekund od začátku pohybu.
v = ds / dt = 2t
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
- Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzika svazek 1. Cecsa.
- Thomas Wallace Wright (1896). Prvky mechaniky včetně kinematiky, kinetiky a statiky. E a FN Spon.
- PP Teodorescu (2007). Kinematika. Mechanické systémy, klasické modely: částicová mechanika. Springer.
- Kinematika. (nd). Na Wikipedii. Citováno z 28. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
- Kinematika. (nd). Na Wikipedii. Citováno z 28. dubna 2018, z en.wikipedia.org.