سینماتیک از یک نقطه ماده: مفاهیم اولیه، عناصر

در مقاله امروز ما خواهد بود علم الحرکات از نقطه نظر مواد. آنچه در آن همه چیز در مورد؟ چه مفاهیم در آن به نظر می رسد، و چه تعریف باید به این مدت داده شده؟ اینها و بسیاری سوالات دیگر امروز و ما سعی خواهیم کرد به پاسخ است.

تعریف مفهوم

نقطه سینماتیک مواد هیچ یک دیگر از بخش فیزیک تحت عنوان "مکانیک" است. او، به نوبه خود، به مطالعه قوانین حرکت اجسام مختلف است. سینماتیک از یک نقطه مواد نیز در این کار درگیر، اما آن را به طور کلی است. در واقع، این زیر بخش به بررسی روش هایی که توصیف حرکت اجسام. در این مطالعه مناسب فقط برای به اصطلاح بدن ایده آل هستند. این خدمات عبارتند از: یک نقطه مادی، بدن سفت و محکم و یک گاز ایده آل. مفاهیم در جزئیات در نظر بگیرید. همه ما از مدرسه که یک نقطه مواد بدن، به اندازه که در هر وضعیت داده می تواند نادیده گرفته به نام مطمئن شوید. به هر حال، علم الحرکات از حرکت ترجمه از یک نقطه شروع می شود مواد به نظر می رسد برای اولین بار در کتاب های درسی کلاس هفتم در فیزیک است. این ساده ترین شاخه است، بنابراین برای آغاز آشنایی با علم، با کمک آن آن است که راحت ترین. یک مسئله جداگانه است، عناصر از حرکت شناسی از نقطه نظر مواد هستند. آنها بسیار زیادی هستند، و آنها مشروط می تواند به سطوح مختلف با دشواری های مختلف به درک تقسیم شده است. اگر ما بحث، برای مثال، بردار شعاع، سپس، در اصل، در تعریف آن چیزی بازدارنده پیچیده است. با این حال، توافق دارند که آن را بسیار آسان تر به درک آن است که برای دانش آموز از دانش آموزان متوسط و یا دبیرستان. و رک و پوست کنده صحبت کردن، نیازی به توضیح ویژگی های دانش آموزان دبیرستانی مدت وجود دارد.

تاریخچه مختصری از علم الحرکات

بسیاری از سال ها پیش، ارسطو بزرگ سهم شیر از وقت آزاد خود را صرف مطالعه و توصیف فیزیک به عنوان یک علم جداگانه اختصاص داده است. به طور خاص او در علم الحرکات کار می کرد، تلاش به ارائه آن به نکات اصلی و مفاهیم، یک راه یا دیگری مورد استفاده در تلاش برای حل وظایف عملی و حتی پیش پا افتاده. ارسطو ایده اولیه از چه عناصر علم الحرکات از نقطه نظر مواد هستند داد. کار و نوشته های او بسیار با ارزش برای همه بشریت است. با این وجود، در نتیجه گیری خود، از آن ساخته تعداد قابل توجهی از اشتباهات، و امر این است که برخی از خطاها و اشتباهات وجود دارد. گالیلئو گالیله - آثار ارسطو در زمان خود در سایر دانشمندان شد. یکی از نظریه های بنیادی را از ارسطو قرار داده است، به عنوان خوانده شده که حرکت بدن را در تنها در صورتی که اگر آن را بر برخی از نیروی عمل، تعیین شده توسط شدت و جهت رخ می دهد. گالیله ثابت کرد که این یک اشتباه است. نیروی کار این تنظیم سرعت، اما نه بیشتر تحت تاثیر قرار دهد. ایتالیایی نشان داد که نیروی علت شتاب است، و می توان آن را تنها متقابلا با آن است. گالیله Galiley به هم توجه زیادی به مطالعه روند پرداخت از سقوط آزاد، آوردن قوانین مربوطه. احتمالا همه به یاد در مورد آزمایش معروف خود، که او در برج پیزا به سر برد. در آثار او، اصول اولیه راه حل سینماتیک استفاده می شود و فیزیکدان آمپر.

مفاهیم اولیه

همانطور که قبلا ذکر شد، علم الحرکات از راه کاوش برای توصیف حرکت اشیاء ایده آل. در عمل، پایه ممکن است استفاده شود تجزیه و تحلیل ریاضی، جبر معمولی و هندسه. اما مفاهیم چه (این مفهوم، و هیچ تعریف و ارزش پارامتری) در قلب این بخش از فیزیک است؟ اول، هر کس باید به وضوح درک که علم الحرکات از حرکت ترجمه از حرکت نقطه مواد با توجه به استثنای عملکرد قدرت. این است که، برای حل مشکلات مربوطه، ما فرمول با قدرت نیاز ندارد. این است که به حرکت شناسی در نظر گرفته نشده، مهم نیست که چگونه بسیاری از آنها وجود دارد - یک، دو، سه، حتی صدها هزار نفر. با این وجود، وجود شتاب را فراهم می کند. در تعدادی از مواد نقطه سینماتیک حرکت مشکلات تجویز تعیین ارزش شتاب. با این حال، علل این پدیده (یعنی نیروها و طبیعت خود) در نظر گرفته نمی شود، و حذف شده است.

طبقه بندی

ما در بر داشت که علم الحرکات به بررسی و روشها اجرا برای توصیف حرکت اجسام بدون توجه به نیروهای وارد بر آنها. در ضمن، این کار شده است برای دیگر زیر مکانیک، که پویایی به نام انجام می دهند. در حال حاضر وجود دارد مورد استفاده قرار قوانین نیوتن، که در عمل اجازه می دهد به تعریف پارامترهای اندازه کافی با تعداد کمی از داده های اولیه شناخته شده است. مفاهیم اولیه علم الحرکات از نقطه مواد - که فضا و زمان است. و در ارتباط با توسعه علم به طور کلی و در این زمینه، یک سوال در مورد مناسب بودن چنین ترکیبی وجود دارد.

از همان آغاز، شد علم الحرکات کلاسیک وجود دارد. می توان گفت که آن را عجیب و غریب است که نه تنها حضور هر دو شکاف زمانی و مکانی، اما آنها مستقل از انتخاب یک فریم خاص از مرجع می باشد. به هر حال، ما بعد صحبت در مورد. حال حاضر، فقط توضیح آنچه در آن است در مورد. فاصله - فاصله فضایی در این مورد را به عنوان یک بخش، زمان در نظر گرفته. به نظر می رسد که همه چیز باید روشن شود. در حال حاضر، این شکاف خواهد شد در علم الحرکات کلاسیک مطلق ثابت در نظر گرفته، به عبارت دیگر، مستقل از انتقال از یک فریم به فریم دیگر. آیا کسب و کار روابط سینماتیک نسبیتی. این فواصل در هنگام سوئیچینگ بین فریم مرجع ممکن است متفاوت باشد. عاقلانه حتی می گویند که آنها نمی توانند است، و باید، احتمالا. از آنجا که این همزمانی دو رویداد تصادفی نیز نسبی می شود و موضوع را به توجه خاص است. از این رو در روابط سینماتیک نسبیتی از دو مفهوم - فضا و زمان - را به یک ترکیب شده است.

سینماتیک نقطه ماده: سرعت، شتاب، و ارزش های دیگر

به حداقل کمی به درک فیزیک این بخش، شما باید مهم ترین مفاهیم حرکت، مطمئن شوید تعاریف و نشان دهنده آنچه به منزله به طور کلی، یک یا ارزش دیگر. هیچ چیز پیچیده در مورد آن واقعا، آن را بسیار آسان و ساده است. در نظر بگیرید، شاید، به با مفاهیم اولیه مورد استفاده در مشکلات سینماتیک آغاز خواهد شد.

حرکت

حرکت مکانیکی، فرض می کنیم یک فرایند که در آن یک یا یکی دیگر از جسم آرمانی تغییر موقعیت خود را در فضا. در این مورد، می توان گفت که تغییر در رابطه با دیگر بدن. این را به حساب این واقعیت است که در همان زمان می گیرد و ایجاد یک بازه زمانی خاص بین دو رویداد است. برای مثال، ممکن است به اختصاص یک بازه ی معین تشکیل شده برای این زمان سپری شده بین از بدن را از یک موقعیت به موقعیت دیگر آمده است. توجه داشته باشید که بدن و در نتیجه می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کردن، با توجه به قوانین کلی از مکانیک. این دقیقا همان چیزی است که اغلب در عمل سینماتیک از نقطه نظر مواد. سیستم مرجع - مفهوم زیر، که به طور جدایی ناپذیری با آن مرتبط است.

مختصات

آنها را می توان داده های معمولی که به ما اجازه تعیین موقعیت بدن در هر نقطه داده شده در زمان نامیده می شود. مختصات به طور جدایی ناپذیری با مفهوم یک سیستم مرجع و یک شبکه هماهنگ مرتبط است. در اغلب موارد ترکیبی از حروف و اعداد.

بردار شعاعی

از نام آن باید روشن شود که آن است. با این وجود، اجازه دهید صحبت بیشتر در مورد آن. اگر یک نقطه در امتداد یک مسیر حرکت می کند، و ما می دانیم که آغاز یک چارچوب مرجع، ممکن است برای برگزاری بردار مکان در هر زمان داده شده. او خواهد شد پیوستن به موقعیت اولیه از نقطه با آنی و یا محدود است.

مسیر

از آن خواهد شد به نام یک خط پیوسته است که به عنوان یک نتیجه از حرکت یک ذره در یک قاب داده شده از مرجع گذاشته شد.

سرعت (هر دو خطی و زاویه ای)

این مقدار، که می تواند بگوید که چگونه سریع بدن می رود از طریق یک دوره از راه دور.

شتاب (و زاویه ای و خطی)

این تحت چه قانون و چگونه به شدت تغییر بدن تنظیم سرعت نشان می دهد.

شاید، در اینجا آنها - عناصر اصلی علم الحرکات از نقطه نظر مواد. لازم به ذکر است که هر دو سرعت و شتاب هستند مقادیر بردار. این به این معنی است که آنها نه تنها یک اثر نمایشی، بلکه یک جهت خاص. به هر حال، می توان آنها را در یک جهت و در مقابل است. در مورد اول، بدن خواهد شد در دوم شتاب - به کم کردن سرعت.

ساده ترین وظایف

علم الحرکات از نقطه نظر مواد (سرعت، شتاب و مسافت است که تقریبا مفاهیم اساسی) است حتی این واقعیت است که تعداد زیادی از مشکلات، و بسیاری از آنها را در دسته های مختلف. بیایید سعی کنید به حل یک کار ساده به اندازه کافی برای تعیین مسافت طی شده توسط بدن است.

فرض کنید شرایط است که ما را در دست دارند، به شرح زیر. راننده ماشین می ایستد در خط شروع. اپراتور پرچم سیگنال بصری فراهم می کند و ماشین طول می کشد خاموش به طور چشمگیری. تعیین کنید که آیا آن است که یک رکورد جدید در سواران رقابت قادر خواهد بود، اگر فاصله به یک صد متر برابر، پس از آن که رهبر در 7.8 ثانیه بود. شتاب خودرو به 3 متر برابر گرفته شده است، تقسیم بر دوم مربع است.

بنابراین، چگونه به حل یک مشکل مشابه؟ این خیلی جالب است، به عنوان ما لازم نیست به "خشک" تعریف پارامترهای خاص است. او روشن و تبدیل یک وضعیت خاص است که تنوع راه حل فرآیند و شاخص های جستجو. اما چیزی که ما باید قبل از هدایت، چگونه به رویکرد این کار؟

1. علم الحرکات از نقطه نظر مواد شامل استفاده در مورد شتاب.

2. فرض بر این است تصمیم با استفاده از فرمول فاصله است، چرا که آن را در شرایط مقدار عددی به نظر می رسد.

ما این مشکل را در همه آسان را حل کند. به این فرمول فاصله: S = صدای ترکیه + (-) در ^ 2/2. معنای چیست؟ ما نیاز به دانستن چه مقدار زمان خواهد مسابقه تعیین شده فاصله عبور می کند، و سپس به مقایسه شاخص با سابقه برای پیدا کردن او را به او ضرب و شتم یا نه. برای انجام این کار، ما را کنار بگذارند زمان برای او برای به دست آوردن فرمول: AT ^ 2 + 2VoT - 2S. این هیچ یک دیگر از است معادله درجه دوم. اما ماشین طول می کشد خاموش، به این معنی که سرعت اولیه به 0. برابر است هنگامی که تصمیم معادله تفکیک به 2400 برابر خواهد شد باید برای ریشه زمان جستجو حذف خواهند شد. را تشکیل می دهند به محل اعشاری دوم: 48.98. ما در پیدا کردن ریشه معادله: 48.98 / 6 = 8.16 ثانیه صورت گرفت. به نظر می رسد که راننده قادر نخواهد بود به ضرب و شتم رکورد موجود است.