ما هي المفاهيم الأساسية للحركية؟ ما هو هذا العلم وماذا يدرس؟ سنتحدث اليوم عن ماهية الحركية ، وما هي المفاهيم الأساسية للكينماتيكا التي تحدث في المهام وما تعنيه. بالإضافة إلى ذلك ، فلنتحدث عن الكميات التي نتعامل معها في أغلب الأحيان.
علم الحركة. المفاهيم والتعريفات الأساسية
أولاً ، دعنا نتحدث عما هو عليه. يعد الميكانيكا من أكثر أقسام الفيزياء درسًا في المقرر الدراسي. يتبعها في ترتيب غير محدد من قبل الفيزياء الجزيئية والكهرباء والبصريات وبعض الفروع الأخرى ، على سبيل المثال ، الفيزياء النووية والذرية. لكن دعونا نلقي نظرة فاحصة على الميكانيكا. يتعامل هذا الفرع من الفيزياء مع دراسة الحركة الميكانيكية للأجسام. ويضع بعض الأنماط ويدرس أساليبها.
الحركية كجزء من الميكانيكا
الأخير مقسم إلى ثلاثة أجزاء: علم الحركة ، وديناميكيات ، وإحصاءات. هذه العلوم الفرعية الثلاثة ، إذا أمكنك تسميتها ، لها بعض الخصائص. على سبيل المثال ، تدرس الإحصائيات قواعد توازن الأنظمة الميكانيكية. الارتباط بالمقاييس يتبادر إلى الذهن على الفور. الديناميكيات تدرس قوانين حركة الأجسام ، لكنها في نفس الوقت تولي اهتماما للقوى المؤثرة عليها. لكن الكينماتيكا تفعل الشيء نفسه ، فقط القوى لا تؤخذ في الاعتبار. وبالتالي ، فإن كتلة تلك الأجسام نفسها لا تؤخذ في الاعتبار في المهام.
المفاهيم الأساسية للحركية. حركة ميكانيكية
الموضوع في هذا العلم هو نقطة مادية. يُفهم على أنه جسم ، يمكن إهمال أبعاده مقارنة بنظام ميكانيكي معين. هذا ما يسمى بالجسم المثالي يشبه الغاز المثالي ، والذي يتم اعتباره في قسم الفيزياء الجزيئية. بشكل عام ، يلعب مفهوم النقطة المادية ، سواء في الميكانيكا بشكل عام أو في علم الحركة بشكل خاص ، دورًا مهمًا إلى حد ما. ما يسمى بالحركة الانتقالية الأكثر شيوعًا.
ماذا يعني وماذا يمكن أن يكون
عادة ما يتم تقسيم الحركات إلى دورانية و متعدية. ترتبط المفاهيم الأساسية لكينماتيكا الحركة متعدية بشكل أساسي بالكميات المستخدمة في الصيغ. سنتحدث عنها لاحقًا ، لكن الآن دعنا نعود إلى نوع الحركة. من الواضح أننا إذا كنا نتحدث عن الدوران ، فإن الجسم يدور.وفقًا لذلك ، ستسمى الحركة الانتقالية حركة الجسم في مستوى أو خطي.
الأساس النظري لحل المشكلات
الكينماتيكا ، المفاهيم الأساسية والصيغ التي ندرسها الآن ، لديها عدد كبير من المهام. يتم تحقيق ذلك من خلال التوافقيات المعتادة. إحدى طرق التنوع هنا هي تغيير الظروف غير المعروفة. يمكن تقديم نفس المشكلة في ضوء مختلف بمجرد تغيير الغرض من حلها. مطلوب إيجاد المسافة والسرعة والوقت والتسارع. كما ترى ، هناك الكثير من الخيارات. إذا قمنا بتضمين شروط السقوط الحر هنا ، تصبح المساحة ببساطة لا يمكن تصورها.
القيم والصيغ
بادئ ذي بدء ، دعونا نجري حجزًا واحدًا. كما هو معروف ، يمكن أن يكون للكميات طبيعة مزدوجة. من ناحية أخرى ، قد تتوافق قيمة عددية معينة مع قيمة معينة. ولكن من ناحية أخرى ، يمكن أن يكون لها أيضًا اتجاه التوزيع. على سبيل المثال ، موجة. في علم البصريات ، نواجه مفهومًا مثل الطول الموجي. ولكن إذا كان هناك مصدر ضوء متماسك (نفس الليزر) ، فإننا نتعامل مع شعاع من الموجات المستقطبة المستوية. وبالتالي ، فإن الموجة لن تتوافق فقط مع القيمة العددية التي تشير إلى طولها ، ولكن أيضًا مع اتجاه معين للانتشار.
مثال كلاسيكي
مثل هذه الحالات هي تشبيه في الميكانيكا. لنفترض أن عربة تتدحرج أمامنا. بواسطةطبيعة الحركة يمكننا تحديد خصائص المتجه لسرعتها وتسارعها. سيكون القيام بذلك أصعب قليلاً عند التحرك للأمام (على سبيل المثال ، على أرضية مستوية) ، لذلك سننظر في حالتين: عندما تتدحرج العربة لأعلى وعندما تتدحرج لأسفل.
فلنتخيل أن العربة تتجه صعودًا طفيفًا. في هذه الحالة ، سوف يتباطأ إذا لم تعمل قوى خارجية على ذلك. ولكن في الحالة المعاكسة ، أي عندما تتدحرج العربة ، سوف تتسارع. يتم توجيه السرعة في حالتين نحو المكان الذي يتحرك فيه الجسم. يجب أن يؤخذ هذا كقاعدة. لكن التسارع يمكن أن يغير المتجه. عند التباطؤ ، يتم توجيهه في الاتجاه المعاكس لمتجه السرعة. هذا ما يفسر التباطؤ. يمكن تطبيق سلسلة منطقية مماثلة على الحالة الثانية.
قيم أخرى
لقد تحدثنا للتو عن حقيقة أن الكينماتيكا تعمل ليس فقط مع الكميات العددية ، ولكن أيضًا مع الكميات المتجهة. الآن دعنا نأخذ خطوة أخرى إلى الأمام. بالإضافة إلى السرعة والتسارع ، عند حل المشكلات ، يتم استخدام خصائص مثل المسافة والوقت. بالمناسبة ، يتم تقسيم السرعة إلى أولية وحظية. أولهما حالة خاصة من الثانية. السرعة اللحظية هي السرعة التي يمكن إيجادها في أي وقت. ومع أول شيء على الأرجح ، كل شيء واضح
مهمة
تمت دراسة جزء كبير من النظرية من قبلنا سابقًا في الفقرات السابقة. الآن يبقى فقط إعطاء الصيغ الأساسية. لكننا سنفعل ما هو أفضل: لن نأخذ الصيغ في الاعتبار فحسب ، بل نطبقها أيضًا عند حل المشكلة من أجلإنهاء المعرفة المكتسبة. تستخدم الكينماتيكا مجموعة كاملة من الصيغ ، تجمع بينها ، يمكنك تحقيق كل ما تحتاج إلى حله. هنا مشكلة بشرطين لفهم هذا تماما
يتباطأ سائق الدراجة بعد عبوره خط النهاية. استغرق الأمر منه خمس ثوان حتى يتوقف تمامًا. اكتشف التسارع الذي أبطأه ، وكذلك مسافة الكبح التي تمكن من تغطيتها. تعتبر مسافة الكبح خطية ، والسرعة النهائية تؤخذ مساوية للصفر. لحظة عبور خط النهاية كانت السرعة 4 أمتار في الثانية.
في الواقع ، المهمة ممتعة للغاية وليست بسيطة كما قد تبدو للوهلة الأولى. إذا حاولنا أخذ صيغة المسافة في علم الحركة (S=Vot + (-) (في ^ 2/2)) ، فلن يأتي شيء منها ، حيث سيكون لدينا معادلة بمتغيرين. كيف يمكن المضي قدما في مثل هذه الحالة؟ يمكننا الذهاب بطريقتين: أولاً حساب العجلة بتعويض البيانات في الصيغة V=Vo - at ، أو التعبير عن العجلة من هناك واستبدالها في صيغة المسافة. دعونا نستخدم الطريقة الأولى
إذن ، السرعة النهائية هي صفر. الأولي - 4 أمتار في الثانية. من خلال نقل الكميات المقابلة إلى الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة ، نحقق تعبيرًا عن التسارع. ها هو: a=Vo / t. وبالتالي ، ستكون مساوية لـ 0.8 متر لكل ثانية مربعة وسيكون لها خاصية الفرملة.
اذهب إلى صيغة المسافة. نحن ببساطة نستبدل البيانات فيه. حصلنا على الجواب: مسافة التوقف 10 أمتار
