Kinematics của một điểm vật liệu: các khái niệm cơ bản, các yếu tố

Chủ đề của bài viết hiện nay của chúng ta sẽ là chuyển động của điểm vật chất. nó tất cả là cái gì vậy? Có gì khái niệm xuất hiện trong nó, và những gì định nghĩa nên được trao cho thuật ngữ này? Những điều này và nhiều câu hỏi khác ngày hôm nay và chúng tôi sẽ cố gắng trả lời.

Định nghĩa khái niệm

Kinematics liệu Vấn đề là không ai khác hơn so với tiểu mục vật lý mang tên "Cơ học". Cô, đến lượt nó, nghiên cứu các định luật chuyển động của các cơ quan khác nhau. Kinematics của một điểm vật liệu cũng được tham gia vào nhiệm vụ này, nhưng nó không trong điều kiện chung. Trong thực tế, tiểu mục này xem xét các phương pháp mô tả sự chuyển động của cơ thể. Trong trường hợp này, để nghiên cứu chỉ phù hợp với cái gọi là cơ thể lý tưởng. Chúng bao gồm: một điểm vật chất, một cơ thể cứng nhắc và một khí lý tưởng. Hãy xem xét các khái niệm trong từng chi tiết. Chúng ta đều biết từ trường mà một điểm vật liệu được gọi là cơ thể, kích thước của mà trong bất kỳ tình huống nào có thể được bỏ qua. Bằng cách này, các chuyển động của chuyển động tịnh tiến của một điểm nguyên liệu bắt đầu xuất hiện lần đầu tiên trong thứ bảy sách giáo khoa lớp trên vật lý. Đây là chi nhánh đơn giản nhất, vì vậy để bắt đầu quen với khoa học, với sự giúp đỡ của nó là thuận tiện nhất. Một vấn đề riêng biệt là, các yếu tố của chuyển động của điểm vật chất là gì. Họ là khá nhiều, và chúng có thể được có điều kiện chia thành nhiều mức độ khó khăn khác nhau để hiểu được. Nếu chúng ta nói, ví dụ, các vector bán kính, sau đó, về nguyên tắc, trong định nghĩa của nó là không có gì ngăn cản phức tạp. Tuy nhiên, đồng ý rằng đó là dễ dàng hơn để hiểu nó là cho học sinh so với học sinh trung bình hoặc trung học. Và thẳng thắn mà nói, không có nhu cầu để giải thích các tính năng của học sinh trung học hạn.

Một lịch sử ngắn gọn về chuyển động

Nhiều, rất nhiều năm trước, Aristotle lớn dành thị phần lớn thời gian rảnh rỗi của mình nghiên cứu và mô tả vật lý là một khoa học riêng biệt. Đặc biệt, ông đã làm việc trên chuyển động, cố gắng để có thể đưa ra những điểm chính và khái niệm, cách này hay cách khác sử dụng trong nỗ lực để giải quyết các nhiệm vụ thực tế và thậm chí nhàm chán. Aristotle đã đưa ra ý tưởng ban đầu của các yếu tố của chuyển động của điểm vật chất là gì. công việc và tác phẩm của ông rất có giá trị cho tất cả nhân loại. Tuy nhiên, trong kết luận của nó, nó làm cho một số lượng đáng kể các sai sót, và vấn đề là có một số sai sót và sai lầm. Công trình của Aristotle trong thời gian ông bắt đầu quan tâm các nhà khoa học khác - Galileo Galilei. Một trong những đề tài cơ bản đưa ra bởi Aristotle, đọc mà phong trào cơ thể chỉ xảy ra trong trường hợp nếu nó được thực thi một số lực lượng, xác định bởi cường độ và hướng. Galileo đã chứng minh rằng đây là một sai lầm. Lực lượng sẽ ảnh hưởng đến các thiết lập tốc độ, nhưng không còn nữa. Ý cho thấy lực lượng là nguyên nhân của sự tăng tốc, và nó có thể chỉ lẫn nhau với nó. Galileo Galiley cũng chú trọng đến việc nghiên cứu các quá trình rơi tự do, đưa pháp luật có liên quan. Có lẽ ai cũng nhớ về thí nghiệm nổi tiếng của ông, mà ông đã trải qua tại Tháp nghiêng Pisa. Trong tác phẩm của ông, những điều cơ bản giải pháp động học sử dụng và nhà vật lý Ampere.

khái niệm ban đầu

Như đã đề cập trước đó, chuyển động của cách khám phá để mô tả sự chuyển động của các đối tượng lý tưởng. Trên thực tế, các cơ sở có thể được áp dụng phân tích toán học, đại số thông thường và hình học. Tuy nhiên, khái niệm này là gì (khái niệm này, và không có định nghĩa và các giá trị tham số) đang ở trung tâm của tiểu mục này của vật lý? Thứ nhất, tất cả mọi người nên hiểu rõ rằng các chuyển động của chuyển động tịnh tiến của chuyển động điểm tài liệu xem xét bao gồm hiệu suất năng lượng. Đó là, để giải quyết những vấn đề có liên quan, chúng ta không cần các công thức kết nối với điện. Nó không được coi là chuyển động, dù có bao nhiêu trong số họ có - một, hai, ba, thậm chí hàng trăm ngàn. Tuy nhiên, sự tồn tại của khả năng tăng tốc chưa cung cấp. Trong một số điểm chuyển động phong trào vấn đề vật chất quy định xác định giá trị tăng tốc. Tuy nhiên, nguyên nhân của hiện tượng này (ví dụ, các lực lượng và bản chất của chúng) không được coi, và bị bỏ qua.

phân loại

Chúng tôi thấy rằng các chuyển động khám phá và áp dụng các phương pháp để mô tả sự chuyển động của cơ thể mà không liên quan đến các lực tác dụng lên chúng. Ngẫu nhiên, nhiệm vụ này đã làm cho các tiểu cơ khí khác, được gọi là động lực. Đã có được sử dụng luật của Newton, cho phép trong thực tế để xác định đủ các thông số với một số lượng nhỏ các dữ liệu ban đầu được biết đến. các khái niệm cơ bản về chuyển động của điểm vật chất - đó là không gian và thời gian. Và trong mối liên hệ với sự phát triển của khoa học nói chung và trong lĩnh vực này, đã có một câu hỏi về sự phù hợp của một sự kết hợp như vậy.

Ngay từ đầu, đã có những chuyển động cổ điển. Chúng ta có thể nói rằng nó là đặc biệt không chỉ sự hiện diện của cả hai lỗ hổng thời gian và không gian, nhưng họ không phụ thuộc vào sự lựa chọn của một khung cụ thể của tài liệu tham khảo. Bằng cách này, chúng ta sẽ nói về sau này. Bây giờ, chỉ cần giải thích những gì nó là về. khoảng không gian trong trường hợp này sẽ được coi là một phân khúc, thời gian - khoảng thời gian. Dường như tất cả mọi thứ phải rõ ràng. Bây giờ, những khoảng trống sẽ được xem xét trong chuyển động cổ điển tuyệt đối bất biến, nói cách khác, không phụ thuộc vào quá trình chuyển đổi từ một khung hình khác. Cho dù chuyển động kinh doanh tương đối. Nó khoảng khi chuyển đổi giữa hệ quy chiếu có thể thay đổi. Đó là khôn ngoan để thậm chí nói rằng họ không có thể, và nên, có lẽ. Do tính đồng thời của hai sự kiện ngẫu nhiên cũng trở thành tương đối và có thể xem xét đặc biệt. Do đó, trong chuyển động tương đối của hai khái niệm - không gian và thời gian - được kết hợp thành một.

Kinematics điểm vật liệu: tốc độ, gia tốc, và các giá trị khác

Để ít nhất một chút để hiểu tính chất vật lý của tiểu mục này, bạn phải di chuyển những khái niệm quan trọng nhất, biết định nghĩa và đại diện cho những gì tạo nên một cách chung chung, một hoặc các giá trị khác. Không có gì phức tạp về điều đó thực sự, nó rất dễ dàng và đơn giản. Xem xét, có lẽ, để bắt đầu với những khái niệm cơ bản được sử dụng trong những vấn đề chuyển động.

cử động

chuyển động cơ học, chúng tôi giả định một quá trình trong đó một hoặc một đối tượng lý tưởng hóa thay đổi vị trí của nó trong không gian. Trong trường hợp này, chúng ta có thể nói rằng sự thay đổi là liên quan đến các cơ quan khác. Nó là cần thiết để đưa vào tài khoản thực tế là cùng một lúc diễn ra và việc thiết lập một khoảng thời gian cụ thể giữa hai sự kiện. Ví dụ, nó sẽ có thể phân bổ một khoảng thời gian nhất định được hình thành vì thời gian trôi qua giữa cơ thể xuất phát từ một vị trí khác. Cũng lưu ý rằng cơ thể và do đó có thể tương tác với nhau, theo luật chung của cơ học. Đây chính là điều thường hoạt động chuyển động của điểm vật chất. Hệ thống tài liệu tham khảo - các khái niệm sau đây, được gắn bó chặt chẽ với nó.

tọa độ

Chúng có thể được gọi là dữ liệu thông thường cho phép chúng ta xác định vị trí của cơ thể ở bất kỳ điểm nào trong thời gian. Tọa độ được gắn bó chặt chẽ với khái niệm của một hệ thống tài liệu tham khảo và một mạng lưới tọa độ. Trong hầu hết các trường hợp là sự kết hợp của các chữ cái và số.

bán kính vector

Từ tên nó nên được rõ ràng rằng nó được. Tuy nhiên, chúng ta hãy nói thêm về nó. Nếu một điểm di chuyển dọc theo một con đường, và chúng tôi biết sự khởi đầu của một khung cụ thể của tài liệu tham khảo, có thể để giữ vector vị trí tại bất kỳ thời điểm nào. Ông sẽ được tham gia vào vị trí ban đầu của điểm với tức thời hoặc hữu hạn.

con đường

Nó sẽ được gọi là một dòng liên tục mà được trình bày như là kết quả của chuyển động của một hạt trong một khung nhất định của tài liệu tham khảo.

Tốc độ (cả hai tuyến tính và góc)

Giá trị này, có thể nói nhanh như thế nào cơ thể phải trải qua một giai đoạn khoảng cách.

Acceleration (và góc và tuyến tính)

Nó chỉ ra dưới những điều luật và làm thế nào mạnh mẽ thay đổi cơ thể thiết lập tốc độ.

Có lẽ, đây họ - những yếu tố chính của chuyển động của điểm vật chất. Cần lưu ý rằng cả hai vận tốc và gia tốc là đại lượng vectơ. Điều này có nghĩa rằng họ không chỉ có tác dụng trình diễn, mà còn là một hướng nhất định. Bằng cách này, họ có thể được hướng dẫn theo một hướng và ngược lại. Trong trường hợp đầu tiên, cơ thể sẽ được tăng tốc trong lần thứ hai - để làm chậm.

Nhiệm vụ đơn giản nhất

Kinematics của một điểm nguyên liệu (tốc độ, khả năng tăng tốc và khoảng cách đó là hầu hết các khái niệm cơ bản) có thậm chí không thực tế là một số lượng lớn các vấn đề, và rất nhiều trong số họ trong các chuyên mục khác nhau. Hãy cố gắng giải quyết một nhiệm vụ đơn giản, đủ để xác định khoảng cách đi du lịch bằng cơ thể.

Giả sử các điều kiện mà chúng tôi có trong tay, như sau. Người tài xế xe đứng trên vạch xuất phát. Các nhà điều hành cung cấp một lá cờ tín hiệu thị giác và chiếc xe cất cánh một cách đáng kể. Xác định cho dù đó là một kỷ lục mới trong các tay đua cạnh tranh sẽ có thể, nếu khoảng cách tương đương với một trăm mét, từng là lãnh đạo trong 7,8 giây. Gia tốc của xe lấy bằng 3 mét, chia cho thứ hai vuông.

Vì vậy, làm thế nào để giải quyết một vấn đề tương tự? Nó là khá thú vị, như chúng ta được yêu cầu không để "khô" định nghĩa của các thông số nhất định. Cô sáng lên và biến một tình huống chắc chắn rằng đa dạng hóa các giải pháp xử lý và lập chỉ mục tìm kiếm. Nhưng những gì chúng ta nên được hướng dẫn trước đó, làm thế nào để tiếp cận với công việc?

1. Kinematics của một điểm tài liệu liên quan đến việc sử dụng trong trường hợp tăng tốc.

2. Nó được giả quyết định sử dụng công thức khoảng cách, bởi vì nó xuất hiện trong điều kiện giá trị số.

Chúng tôi giải quyết được vấn đề gì cả dễ dàng. Chịu công thức khoảng cách này: S = vot + (-) AT ^ 2/2. ý nghĩa là gì? Chúng tôi cần biết bao nhiêu thời gian sẽ vượt qua tay đua được khoảng cách, và sau đó so sánh chỉ số với một kỷ lục để tìm hiểu ông sẽ đánh bại anh ta hay không. Để làm điều này, chúng tôi dành thời gian cho anh ta để có được công thức: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. Đây là không ai khác hơn so với phương trình bậc hai. Nhưng chiếc xe cất cánh, nó có nghĩa là vận tốc ban đầu bằng 0. Khi quyết định phương trình biệt thức sẽ bằng năm 2400 phải được loại bỏ cho thư mục gốc của thời gian tìm kiếm. Tạo nên đến nơi thập phân thứ hai: 48,98. Chúng tôi tìm ra gốc rễ của phương trình: 48,98 / 6 = 8,16 giây. Nó chỉ ra rằng người lái xe sẽ không thể đánh bại kỷ lục hiện có.