История кинематики, принципы, формулы, упражнения

кинематика это область физики (точнее, классической механики), которая занимается изучением движения тел без учета его причин. Основное внимание уделяется изучению траекторий тел с течением времени с использованием таких величин, как смещение, скорость и ускорение..

Некоторые из вопросов, охватываемых кинематикой, - это скорость, с которой движется поезд, время, которое требуется автобусу, чтобы добраться до пункта назначения, ускорение, необходимое самолету в момент взлета, чтобы достичь скорости, необходимой для взлета, среди других.

Для этого кинематика прибегает к системе координат, которая позволяет описывать траектории. Эта система пространственных координат называется системой отсчета. Раздел физики, занимающийся изучением движений с учетом их причин (сил), является динамическим.

индекс

• 1 История
  • 1.1 Вклад Пьера Вариньона
• 2 Что он изучает??
• 3 принципа
• 4 Формулы и уравнения
  • 4.1 Скорость
  • 4.2 Ускорение
  • 4.3 Равномерное прямолинейное движение
  • 4.4 Равномерно ускоренное прямолинейное движение
• 5 Упражнение решено
• 6 Ссылки

история

Этимологически слово кинематика происходит от греческого термина κινηματικος (kynēmatikos), что означает движение или смещение. Не зря первая запись исследований по движению соответствует греческим философам и астрономам.

Однако только в четырнадцатом веке появились первые концепции кинематики, которые находятся в пределах учения об интенсивности форм или теории вычислений (calculationes). Эти разработки были сделаны учеными Уильямом Хейтсбери, Ричардом Свинсхедом и Николасом Оресме..

Впоследствии, примерно в 1604 году, Галилей Галилей проводил свои исследования движения свободного падения тел и сфер на наклонных плоскостях..

Среди прочего, Галилео было интересно понять, как двигались планеты и пушечные снаряды..

Вклад Пьера Вариньона

Считается, что начало современной кинематики произошло с презентации Пьера Вариньона в январе 1700 года в Королевской академии наук в Париже..

В этой презентации он дал определение концепции ускорения и показал, как его можно вывести из мгновенной скорости, используя только дифференциальный расчет..

В частности, термин «кинематографический» был придуман Андре-Мари Ампера, который определил содержание кинематики и поместил его в область механики..

Наконец, с развитием Альбертом Эйнштейном теории специальной теории относительности начался новый период; это то, что известно как релятивистская кинематика, в которой пространство и время больше не имеют абсолютного характера.

Что он изучает?

Кинематика фокусируется на изучении движения тел без анализа их причин. Для этого он использует движение материальной точки, как идеальное представление тела в движении.

начало

Движение тел изучается с точки зрения наблюдателя (внутреннего или внешнего) в рамках системы отсчета. Таким образом, кинематика математически выражает, как тело движется от изменения координат положения тела во времени.

Таким образом, функция, позволяющая выразить траекторию движения тела, зависит не только от времени, но и от скорости и ускорения..

В классической механике пространство рассматривается как абсолютное пространство. Следовательно, это пространство не зависит от материальных тел и их смещения. Также учтите, что все физические законы соблюдаются в любой области пространства..

Точно так же классическая механика считает, что время - это абсолютное время, которое происходит одинаково в любой области пространства, независимо от движения тел и любого физического явления, которое может произойти..

Формулы и уравнения

скорость

Скорость - это величина, которая позволяет связать пройденное пространство и время, проведенное в нем. Скорость может быть получена путем определения положения относительно времени.

V = DS / DT

В этой формуле s представляет положение тела, v - скорость тела, а t - время..

ускорение

Ускорение - это величина, которая позволяет связать изменение скорости со временем. Ускорение может быть получено путем выведения скорости по времени.

а = дв / дт

В этом уравнении представляет ускорение тела в движении.

Равномерное прямолинейное движение

Как следует из названия, это движение, при котором смещение происходит по прямой линии. Поскольку оно равномерно, это движение, при котором скорость постоянна и, следовательно, ускорение равно нулю. Уравнение равномерного прямолинейного движения имеет вид:

s = s₀ + в / т

В этой формуле с₀ представляет начальную позицию.

Равномерно ускоренное прямолинейное движение

Опять же, это движение, при котором смещение происходит по прямой линии. Поскольку оно равномерно ускоряется, это движение, при котором скорость не постоянна, поскольку она изменяется вследствие ускорения. Уравнения равномерно ускоренного прямолинейного движения следующие:

v = v₀ + не

s = s₀ + v₀ ∙ т + 0,5 ∙ т²

В этих V₀ начальная скорость, а ускорение.

Решительные упражнения

Уравнение движения тела выражается следующим выражением: s (t) = 10t + t². определить:

а) тип движения.

Это равномерно ускоренное движение, поскольку оно имеет постоянное ускорение 2 м / с.².

V = DS / DT = 2 т

а = дв / дт = 2 м / с²

б) Положение 5 секунд после начала движения.

с (5) = 10 ∙ 5 + 5²= 75 м

в) скорость, когда прошло 10 секунд с момента начала движения.

V = DS / DT = 2 т

V (10) = 20 м / с

г) время, необходимое для достижения скорости 40 м / с.

V = 2 т

40 = 2 т

t = 40/2 = 20 с

ссылки

1. Ресник, Холлидей и Крейн (2002). Физика Том 1. Cecsa.
2. Томас Уоллес Райт (1896). Элементы механики, включая кинематику, кинетику и статику. E и FN Spon.
3. П. П. Теодореску (2007). «Кинематика». Механические системы, Классические модели: Механика частиц. прыгун.
4. Кинематическая. (Н.Д.). В википедии. Получено 28 апреля 2018 г. с сайта es.wikipedia.org.
5. Кинематика. (Н.Д.). В википедии. Получено 28 апреля 2018 г. с сайта en.wikipedia.org.