KINEMATIKK: HISTORIE, PRINSIPPER, FORMLER, ØVELSER - FYSISK - 2026

De kinematikk er (mer spesifikt av klassisk mekanikk) område av fysikken som bryr seg å studere bevegelsen av kropper uten å ta hensyn til årsakene til det. Den fokuserer på å studere kroppens bane over tid gjennom bruk av størrelser som forskyvning, hastighet og akselerasjon.

Noen av problemene som dekkes av kinematikk er hastigheten som et tog kjører, tiden det tar for en buss å nå målet, akselerasjonen som et fly krever ved start for å nå den nødvendige hastigheten for å starte, blant andre.

For å gjøre dette bruker kinematikk et koordinatsystem som gjør det mulig å beskrive bane. Dette romlige koordinatsystemet kalles referansesystemet. Den gren av fysikk som tar for seg studiet av bevegelser under hensyntagen til deres årsaker (krefter), er dynamikk.

Historie

Etymologisk har ordet kinematikk sitt opphav i det greske begrepet κινηματικος (kynēmatikos), som betyr bevegelse eller fortrengning. Ikke overraskende tilsvarer den første registreringen av studier på bevegelse de greske filosofer og astronomer.

Imidlertid var det først i det fjortende århundre da de første begrepene om kinematikk dukket opp, som ligger innenfor læren om intensiteten til former eller teorien for beregninger (beregninger). Denne utviklingen ble gjort av forskere William Heytesbury, Richard Swineshead og Nicolas Oresme.

Senere, rundt året 1604, gjennomførte Galileo Galilei sine studier om bevegelse i fritt fall av kropper og av kuler på skråplan.

Blant annet var Galileo interessert i å forstå hvordan planeter og kanonprosjektiler beveget seg.

Bidrag av Pierre Varignon

Begynnelsen på moderne kinematikk anses å ha skjedd med presentasjonen av Pierre Varignon i januar 1700 på Royal Academy of Sciences i Paris.

I denne presentasjonen ga han en definisjon av akselerasjonsbegrepet og viste hvordan det kan trekkes ut fra øyeblikkelig hastighet ved å bruke bare differensialkalkulus.

Spesielt ble begrepet kinematikk myntet av André-Marie Ampère, som spesifiserte hva innholdet i kinematikken var og plasserte det innenfor det mekaniske feltet.

Til slutt, med utviklingen av Albert Einstein av Theory of Special Relativity, begynte en ny periode; Dette er det som kalles relativistisk kinematikk, der rom og tid ikke lenger har en absolutt karakter.

Hva studerer du?

Kinematikken fokuserer på studiet av kroppens bevegelse uten å analysere årsakene. For dette bruker han bevegelsen av et materielt punkt, som en ideell representasjon av kroppen i bevegelse.

Begynnelse

Kroppsbevegelse studeres fra en observatørs synspunkt (intern eller ekstern) innenfor rammen av et referansesystem. Dermed uttrykker kinematikk matematisk hvordan kroppen beveger seg fra variasjonen av koordinatene til kroppens stilling med tiden.

På denne måten avhenger funksjonen som gjør det mulig å uttrykke kroppens bane ikke bare av tid, men avhenger også av hastighet og akselerasjon.

I klassisk mekanikk blir rom betraktet som et absolutt rom. Derfor er det et rom uavhengig av materielle kropper og deres forskyvning. På samme måte anser den at alle fysiske lover er oppfylt i ethvert romområde.

På samme måte vurderer klassisk mekanikk at tid er en absolutt tid som går på samme måte i ethvert område i rommet, uavhengig av kroppsbevegelse og fysiske fenomener som kan oppstå.

Formler og ligninger

Hastighet

Hastighet er størrelsesorden som gjør at vi kan relatere den tilbakelagte plassen og tiden som brukes til å reise det. Hastighet kan oppnås ved å utlede posisjon i forhold til tid.

v = ds / dt

I denne formelen representerer s kroppens stilling, v er kroppens hastighet og t er tid.

Akselerasjon

Akselerasjon er størrelsesorden som gjør det mulig å relatere variasjonen i hastighet med tid. Akselerasjon kan oppnås ved å oppnå hastighet med hensyn til tid.

a = dv / dt

I denne ligningen representerer a akselerasjonen av det bevegelige legemet.

Ensartet linjebevegelse

Som navnet antyder er det en bevegelse der bevegelsen skjer i en rett linje. Siden den er ensartet, er det en bevegelse der hastigheten er konstant og der akselerasjonen derfor er null. Ligningen av ensartet rettlinjet bevegelse er:

s = s ₀ + v / t

I denne formelen representerer s ₀ startposisjonen.

Ensartet akselerert rettlinjet bevegelse

Igjen, det er en bevegelse der bevegelsen skjer i en rett linje. Siden den er jevn akselerert, er det en bevegelse der hastigheten ikke er konstant, siden den varierer som en konsekvens av akselerasjonen. Ligningene av den jevnlig akselererte rettlinjede bevegelsen er som følger:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0,5 ∙ ved ²

I disse er ₀ den opprinnelige hastigheten og er akselerasjonen.

Trening løst

Ligningens bevegelsesligning uttrykkes ved følgende uttrykk: s (t) = 10t + t ² . Fastslå:

a) Type bevegelse.

Det er en jevn akselerert bevegelse, siden den har en konstant akselerasjon på 2 m / s ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s ²

b) Posisjonen 5 sekunder etter å ha startet bevegelsen.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 moh

c) Farten når det gikk 10 sekunder siden bevegelsen begynte.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Tiden det tar å nå en hastighet på 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

referanser

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fysikk bind 1. Cecsa.
2. Thomas Wallace Wright (1896). Elementer av mekanikk inkludert kinematikk, kinetikk og statikk. E og FN Spon.
3. PP Teodorescu (2007). Kinematikk. Mekaniske systemer, klassiske modeller: Partikkelmekanikk. Springer.
4. Kinematikk. (Nd). I Wikipedia. Hentet 28. april 2018, fra es.wikipedia.org.
5. Kinematikk. (Nd). I Wikipedia. Hentet 28. april 2018, fra en.wikipedia.org.