Historie kinematiky, principy, vzorce, cvičení



kinematika je oblast fyziky (více specificky klasické mechaniky), která se zabývá studiem pohybu těl bez zohlednění příčin. Zaměřuje se na studium trajektorií těl v čase pomocí veličin, jako je posun, rychlost a zrychlení.

Některé z problémů, na které se vztahuje kinematika, jsou rychlost, s jakou vlak jede, doba, po kterou autobus trvá do cíle, zrychlení požadované letadlem v okamžiku vzletu, aby se dosáhlo rychlosti potřebné k vzletu, mimo jiné.

K tomu se kinematika uchyluje k systému souřadnic, který umožňuje popsat trajektorie. Tento systém prostorových souřadnic se nazývá referenční systém. Fyzika, která se zabývá studiem pohybů s ohledem na jejich příčiny (síly), je dynamická.

Index

  • 1 Historie
    • 1.1 Příspěvek Pierra Varignona
  • 2 Co studuje??
  • 3 Zásady
  • 4 Vzorce a rovnice
    • 4.1 Rychlost
    • 4.2 Zrychlení
    • 4.3 Jednotný přímočarý pohyb
    • 4.4 Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb
  • 5 Řešené cvičení
  • 6 Odkazy

Historie

Slovo kinematika má svůj původ v řeckém výrazu κινηματικος (kynēmatikos), což znamená pohyb nebo posunutí. Ne nadarmo první záznam studií o hnutí odpovídá řeckým filosofům a astronomům.

Nicméně, to nebylo až do čtrnáctého století že první pojmy na kinematics se objevily, který být uvnitř doktríny intenzity forem nebo teorie výpočtů (\ tvýpočty). Tento vývoj provedli vědci William Heytesbury, Richard Swineshead a Nicolás Oresme.

Následně kolem roku 1604 provedl Galileo Galilei své studie o pohybu volných pádů těl a sférách na nakloněných rovinách..

Galileo se mimo jiné zajímal o to, jak se planety a dělové střely pohybovaly..

Příspěvek Pierra Varignona

Předpokládá se, že začátek moderní kinematiky nastal s prezentací Pierra Varignona v lednu 1700 na Královské akademii věd v Paříži.

V této prezentaci uvedl definici pojmu zrychlení a ukázal, jak jej lze odvodit z okamžité rychlosti, pouze s použitím diferenciálního výpočtu.

Zvláště, termín film byl vytvořen André-Marie Ampère, kdo specifikoval co obsah kinematiky a umístil to do pole mechaniky \ t.

S vývojem teorie speciální relativity Alberta Einsteina začalo nové období; je to, co je známo jako relativistická kinematika, ve které prostor a čas již nemají absolutní charakter.

Co studuje?

Kinematika se zaměřuje na studium pohybu těl bez analýzy jejich příčin. K tomuto účelu využívá pohybu hmotného bodu jako ideálního znázornění těla v pohybu.

Zásady

Pohyb těl 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 s časem..

Tímto způsobem funkce, která umožňuje vyjádřit trajektorii těla nejen závisí na čase, ale také závisí na rychlosti a zrychlení.

V klasické mechanice je prostor považován za absolutní prostor. Je to tedy prostor nezávislý na hmotných tělech a jejich přemístění. Zvažte také, že všechny fyzikální zákony jsou splněny v jakékoli oblasti prostoru.

Stejně tak se klasická mechanika domnívá, že čas je absolutní čas, který se odehrává stejným způsobem v jakékoli oblasti prostoru, nezávisle na pohybu těles a jakýchkoli fyzických jevech, které se mohou vyskytnout..

Vzorce a rovnice

Rychlost

Rychlost je velikost, která dovoluje spojit projížděný prostor a čas strávený cestováním. Rychlost lze získat odvozením polohy ve vztahu k času.

v = ds / dt

V tomto vzorci s představuje polohu těla, v je rychlost těla a t je čas.

Zrychlení

Zrychlení je velikost, která umožňuje spojit změnu rychlosti s časem. Zrychlení lze dosáhnout odvozením rychlosti s ohledem na čas.

a = dv / dt

V této rovnici a představuje zrychlení těla v pohybu.

Jednotný přímočarý pohyb

Jak již název napovídá, jedná se o pohyb, ve kterém dochází k posunu v přímé linii. Protože je stejnoměrný, jedná se o pohyb, ve kterém je rychlost konstantní a v důsledku čehož je zrychlení nulové. Rovnice rovného přímočarého pohybu je:

s = s0 + v / t

V tomto vzorci s0 představuje počáteční pozici.

Rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb

Opět se jedná o pohyb, ve kterém k posunu dochází v přímce. Vzhledem k tomu, že je rovnoměrně urychlována, jedná se o pohyb, při kterém rychlost není konstantní, protože se mění v důsledku zrychlení. Rovnice rovnoměrně zrychleného přímočarého pohybu jsou následující:

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + v0 ∙ t + 0,5 ∙ a t2

V těchto v0 je počáteční rychlost a a je zrychlení.

Určené cvičení

Rovnice pohybu tělesa je vyjádřena následujícím výrazem: s (t) = 10t + t2. Určit:

a) Typ pohybu.

Jde o rovnoměrně zrychlený pohyb, protože má konstantní zrychlení 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) Poloha 5 sekund po spuštění pohybu.

s (5) = 10 ∙ 5 + 52= 75 m

c) Rychlost, kterou uplynulo 10 sekund od začátku pohybu.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Doba potřebná k dosažení rychlosti 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Odkazy

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fyzikální svazek 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Prvky mechaniky Včetně kinematiky, kinetiky a statiky. E a FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematika". Mechanické systémy, klasické modely: Mechanika částic. Springer.
  4. Kinematika (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno dne 28. dubna 2018, z es.wikipedia.org.
  5. Kinematika. (n.d.). Ve Wikipedii. Získáno 28. dubna 2018, z en.wikipedia.org.