kinematika

Fizično

2022

Pojasnimo, kaj je kinematika in kaj je izvor te veje fizike. Elementi kinematike in primeri uporabe.

fizično ki preučuje gibanje trdnih predmetov in njihovo pot kot funkcijo časa, ne da bi upošteval izvor sil, ki ga motivirajo. Pri tem se upošteva hitrost (sprememba v premik na enoto vreme) in pospešek (sprememba hitrosti) premikajočega se predmeta.

Začetki kinematike segajo v astronomijo v starih časih, ko so astronomi in filozofi, kot je Galileo Galilei, opazovali premikanje krogel v nagnjenih ravninah in v prostem padu, da bi razumeli gibanje zvezde nebeški. Te študije, skupaj s študijami Nicolása Copernica, Tycha Braheja in Johannesa Keplerja, so služile kot referenca za Isaaca Newtona pri oblikovanju svojega trije zakoni gibanja, vse to pa je na začetku 18. stoletja utemeljilo sodobno kinematiko.

Pri tem so bili ključni prispevki Francozov Jeana Le Ronda d'Alemberta, Leonharda Eulerja in André-Marie Ampère. disciplina, ki ga je Ampère sam krstil kot kinematika (iz grščine kinein, pomikanje, premikanje).

Veliko poznejša postulacija relativnosti Alberta Einsteina bi to disciplino obrnila na glavo in našla relativistično kinematiko, v kateri čas in prostor Niso absolutne dimenzije, kot svetlobna hitrost.

Elementi kinematike

Osnovni elementi kinematike so trije: prostor, čas in mobilni. Upoštevati moramo, da v mehanika klasični prvi dve (čas in prostor) sta absolutni dimenziji, neodvisni od mobilnega in pred njegovim obstojem.

Prostor je opisan z evklidsko geometrijo, čas velja za edinstven v kateri koli regiji vesolje, mobilni telefon pa je lahko katero koli telo v gibanju. Najpreprostejši mobilni telefoni so delci (in njegovo preučevanje odpira področje kinematike delcev), pogosteje pa se obravnavajo toge trdne snovi (analogne sistemu delcev in ustrezajo temu, kar poznamo kot telesa ali objekte).

V tem smislu klasična kinematika obravnava naslednje vrste gibanja:

  • Enotno gibanje črte. Telo potuje s konstantno hitrostjo v z ničelnim pospeškom v ravni črti.
  • Enakomerno pospešeno pravokotno gibanje. Telo se premika s hitrostjo, ki se linearno spreminja (ker je njegov pospešek konstanten) s časom.
  • Preprosto harmonično gibanje. To je periodično povratno gibanje, pri katerem telo niha okoli ravnotežne točke v naslov določenih in v pravilnih časovnih enotah.
  • Parabolično gibanje. Je sestava dveh različnih pravolinijskih gibov: enega vodoravnega in s konstantno hitrostjo, drugega pa navpično in enakomerno pospešenega.
  • Enotno krožno gibanje. Kot že ime pove, je gibanje tisto, ki sledi popolnim krogom na svoji poti, pri čemer ohranja modul svoje hitrosti nespremenjen skozi čas.
  • Enakomerno pospešeno krožno gibanje.To je gibanje, ki sledi popolnim krogom na svoji poti, vendar s hitrostjo, ki se spreminja v modulu skozi čas.
  • Kompleksno harmonično gibanje. Je kombinacija različnih preprostih harmoničnih gibov v različnih smereh.

Primeri kinematike

Kazalke na uri ponazarjajo enakomerno krožno gibanje.

Večina znanih gibanj na površini zemlje je dobrih primerov iz kinematičnih študij. Padec telesa, na primer, je gibanje, ki ga enakomerno pospešuje sila gravitacije to Zemlja deluje na vse predmete. Tej sili pravimo utež in kaže na središče planeta.

Drug primer je telo, obešeno na elastiko, kot je vzmet, katere gibanje bo preprosto ali zapleteno harmonično, odvisno od sil, ki jih izvajamo nanj.

Končno, premikanje kazalcev ure ali ohlapnega predmeta v centrifugi (na primer oblačila v pralnem stroju) omogoča ponazoritev enakomernega oziroma pospešenega krožnega gibanja.

!-- GDPR -->