Cinemática de um ponto material: conceitos básicos, elementos

O tema do artigo do nosso hoje será a cinemática do ponto material. O que é isso tudo? Que conceitos aparecem nele, e que a definição deve ser dada a este termo? Estas e muitas outras perguntas hoje e vamos tentar responder.

Definindo o conceito

ponto material cinemática não é outro senão a subseção física intitulado "Mecânica". Ela, por sua vez, estuda as leis do movimento de vários órgãos. Cinemática de um ponto material também está envolvido nesta tarefa, mas isso não acontece em termos gerais. Na verdade, esta sub-seção examina os métodos que descrevem o movimento dos corpos. Neste estudo são adequados apenas para o chamado corpo idealizado. Estes incluem: um ponto de material, um corpo rígido e um gás ideal. Considere os conceitos em detalhe. Todos nós sabemos da escola que um ponto material é chamado de corpo, o tamanho do que em qualquer situação pode ser negligenciada. By the way, a cinemática do movimento de translação de um ponto material começa a aparecer pela primeira vez em livros de sétimo grau em Física. Este é o ramo mais simples, de modo a começar a familiaridade com a ciência, com a sua ajuda é mais conveniente. Uma outra questão é, quais são os elementos da cinemática do ponto material. Eles são muito, e eles podem ser condicionalmente dividido em vários níveis com dificuldade diferente de entender. Se falamos, por exemplo, o raio vetor, então, em princípio, em sua definição não é nada proibitivamente complexa. No entanto, concordam que é muito mais fácil de entender que é para o aluno que o aluno médio ou ensino médio. E falando francamente, não há necessidade de explicar as características dos estudantes do ensino médio prazo.

Uma breve história da cinemática

Muitos, muitos anos atrás, o grande Aristóteles dedicou a maior parte de seu tempo livre estudando e descrevendo a física como uma ciência separada. Em particular, ele trabalhou em cinemática, tentando apresentá-lo aos principais pontos e conceitos, de uma forma ou outra utilizada em tentativas de resolver tarefas práticas e até mesmo banais. Aristóteles deu a idéia inicial de quais são os elementos da cinemática do ponto material. Sua obra e escritos são muito valiosos para toda a humanidade. No entanto, nas suas conclusões, fez um número considerável de erros, e da questão é que houve alguns erros e erros. Obras de Aristóteles em seu tempo tornou-se interessado em outros cientistas – Galileo Galilei. Uma das teses fundamentais apresentadas por Aristóteles, li que o movimento do corpo ocorre apenas no caso se for posta em prática alguma força, determinado pela intensidade e direção. Galileu provou que isso é um erro. Força afetará a configuração de velocidade, mas não mais. O italiano mostrou que a força é a causa da aceleração, e pode ser apenas mutuamente com ele. Galileo Galiley também prestou atenção considerável ao estudo do processo de queda livre, trazendo as leis relevantes. Provavelmente todo mundo se lembra sobre suas experiências famosas, que ele passou na Torre de Pisa. Em suas obras, o básico soluções cinemáticas usado e físico Ampere.

conceitos iniciais

Como mencionado anteriormente, a cinemática de maneiras explorando para descrever o movimento de objetos idealizados. Na prática, as bases podem ser aplicados a análise matemática, álgebra comum e geometria. Mas quais são os conceitos (este conceito, e nenhuma definição e valores paramétricos) estão no centro desta subseção da física? Em primeiro lugar, todos devem entender claramente que a cinemática do movimento de translação do movimento ponto material considerando excluindo desempenho poder. Ou seja, para resolver os problemas relevantes, nós não precisamos de fórmulas relacionadas com a energia. Não é considerado cinemática, não importa quantos deles existem – um, dois, três, até mesmo centenas de milhares. No entanto, a existência de aceleração ainda fornece. Num certo número de problemas do ponto cinemática do movimento de material prescreve determinar o valor de aceleração. No entanto, as causas deste fenómeno (ou seja, forças e sua natureza) não são considerados, e são omitidos.

classificação

Descobrimos que a cinemática explora e aplica métodos para descrever o movimento de corpos sem levar em conta as forças que agem sobre eles. Aliás, esta tarefa tem vindo a fazer para os outros sub-mecânica, que é chamado dinâmica. Já existem são usadas as leis de Newton, que permitem na prática para definir parâmetros suficientes com um pequeno número de dados iniciais conhecidos. conceitos básicos da cinemática do ponto material – é o espaço eo tempo. E em conexão com o desenvolvimento da ciência em geral e no campo, havia uma dúvida sobre a adequação de tal combinação.

Desde o início, houve a cinemática clássica. Podemos dizer que é peculiar não só a presença de ambas as lacunas temporais e espaciais, mas eles são independentes da escolha de um quadro específico de referência. By the way, vamos falar mais tarde. Agora, apenas explicar do que se trata. intervalo espacial, neste caso, serão considerados como um segmento, o tempo – intervalo. Parece que tudo deve ser claro. Agora, essas lacunas serão considerados na cinemática clássica absoluta invariantes, em outras palavras, independente da transição de um quadro para outro. Se negócios cinemática relativista. É intervalos quando se alterna entre quadros de referência podem variar. É sábio até dizer que eles não podem, e devem, provavelmente. Devido a esta simultaneidade de dois eventos aleatórios também torna-se relativo e está sujeita a uma consideração especial. É, por conseguinte, na cinemática relativistas de dois conceitos – espaço e tempo – são combinadas em um.

Cinemática ponto material: velocidade, aceleração, e outros valores

Para pelo menos um pouco para entender a física desta subseção, você deve navegar os conceitos mais importantes, sabe definições e representam o que constitui, em termos gerais, um ou outro valor. Nada complicado sobre ele realmente, é muito fácil e simples. Considere-se, talvez, a começar com os conceitos básicos utilizados nos problemas de cinemática.

movimento

movimento mecânico, assumimos um processo em que um ou outro objeto idealizado muda a sua posição no espaço. Neste caso, podemos dizer que a mudança é em relação a outros corpos. É necessário ter em conta o fato de que, ao mesmo tempo ocorre e o estabelecimento de um intervalo de tempo específico entre dois eventos. Por exemplo, será possível atribuir um certo intervalo formado durante o tempo decorrido entre o corpo de veio de uma posição para outra. Note-se também que o corpo e, assim, podem interagir uns com os outros, de acordo com as leis gerais da mecânica. Este é exatamente o que muitas vezes opera cinemática do ponto material. O sistema de referência – o seguinte conceito, que está intimamente ligado com ele.

coordenadas

Eles podem ser chamados de dados comuns que nos permitem determinar a posição do corpo em um determinado ponto no tempo. Coordenadas estão intimamente ligadas com o conceito de um sistema de referência e uma grade de coordenadas. Na maioria dos casos são uma combinação de letras e números.

Radius vector

A partir do nome deve ficar claro que é. No entanto, vamos falar mais sobre isso. Se um ponto se move ao longo de um caminho, e nós sabemos o início de um quadro específico de referência, é possível realizar o vetor posição a qualquer momento. Ele vai se juntar a posição inicial do ponto com o instantâneo ou finito.

caminho

Vai ser chamada uma linha contínua que é definido como um resultado do movimento de uma partícula de um dado quadro de referência.

Velocidade (ambos lineares e angulares)

Este valor, que pode dizer o quão rápido o corpo passa por um período de distância.

Aceleração (e angular e linear)

Ele indica em que lei e com que intensidade muda o corpo de definição de velocidade.

Talvez, aqui estão eles – os principais elementos da cinemática do ponto material. Deve notar-se que tanto a velocidade e aceleração são quantidades de vector. Isso significa que eles não só tem um efeito de demonstração, mas também uma certa direção. A propósito, que pode ser dirigido num sentido e no sentido oposto. No primeiro caso, o corpo vai ser acelerada no segundo – a abrandar.

As tarefas mais simples

Cinemática de um ponto material (velocidade, aceleração e distância que é quase os conceitos fundamentais) tem nem mesmo o fato de que um grande número de problemas, e muitos deles em diferentes categorias. Vamos tentar resolver uma tarefa bastante simples para determinar a distância percorrida pelo corpo.

Suponha que as condições que temos na mão, como se segue. O motorista do carro está na linha de partida. O operador fornece uma bandeira sinal visual eo carro decola dramaticamente. Determinar se é um novo recorde nos pilotos de competição será capaz, se a distância igual a cem metros, já foi o líder em 7,8 segundos. Aceleração do veículo tomado igual a 3 metros, dividido pelo segundo quadrado.

Então, como resolver um problema semelhante? É bastante interessante, pois somos obrigados a não "secar" a definição de certos parâmetros. Ela animou-se e transforma uma determinada situação que diversifica as soluções de processos e índices de procura. Mas o que deve ser guiada antes, como abordar a tarefa?

1. Cinemática de um ponto material envolve a utilização no caso de aceleração.

2. Assume-se decisão usando a fórmula de distância, uma vez que aparece nas condições de valores numéricos.

Nós resolver o problema nada fácil. Para tomar esta distância fórmula: S = VoT + (-) a 02/02 ^. Qual é o significado? Precisamos saber quanto tempo vai passar piloto designado distância, e então comparar o índice com um registro para descobrir o que ele iria vencê-lo ou não. Para fazer isso, nós reservar um tempo para ele para obter a fórmula: em ^ 2 + 2VoT – 2S. Este não é outro senão a equação quadrática. Mas o carro decola, isso significa que a velocidade inicial é igual a 0. Quando a decisão equação discriminante será igual a 2400 deve ser removido para a raiz do tempo de busca. Certifique-se para a segunda casa decimal: 48,98. Nós encontramos a raiz da equação: 48,98 / 6 = 8,16 segundo. Acontece que o motorista não será capaz de bater o recorde existente.