- Povijest
- Doprinos Pierrea Varignona
- Što studiraš?
- Početak
- Formule i jednadžbe
- Ubrzati
- Ubrzanje
- Ravnomjerno kretanje linija
- Ravnomjerno ubrzano pravokutno kretanje
- Vježba riješena
- Reference
The kinematika je (točnije od klasične mehanike) područje fizike koji se brine za proučavanje kretanja tijela ne uzimajući u obzir uzroke toga. Usredotočuje se na proučavanje putanja tijela tijekom vremena pomoću veličine veličine kao što su pomicanje, brzina i ubrzanje.
Neka od pitanja koja pokriva kinematika su brzina kojom vlak putuje, vrijeme koje je potrebno autobusu da stigne na odredište, ubrzanje koje je zrakoplov zahtijevao u polijetanju da bi postigao potrebnu brzinu za polijetanje, među ostalim.
Da bi se to postiglo, kinematika koristi koordinatni sustav koji omogućava opisivanje putanja. Taj se prostorni koordinatni sustav naziva referentni sustav. Grana fizike koja se bavi proučavanjem pokreta uzimajući u obzir njihove uzroke (sile), jeste dinamika.
Povijest
Etimološki, riječ kinematika potječe od grčkog izraza κινηματικος (kynēmatikos), što znači kretanje ili pomicanje. Nije iznenađujuće što prvi zapis studija o pokretu odgovara grčkim filozofima i astronomima.
Međutim, tek su se u četrnaestom stoljeću pojavili prvi koncepti o kinematikama, koji se nalaze unutar doktrine o intenzitetu oblika ili teoriji izračunavanja (proračuni). Ta su kretanja napravili znanstvenici William Heytesbury, Richard Swineshead i Nicolas Oresme.
Kasnije, oko 1604. godine, Galileo Galilei je izvodio studije o kretanju tijela pri slobodnom padu i sferama na nagnutim ravninama.
Između ostalog, Galilea je zanimalo razumijevanje kretanja planeta i topovskih projektila.
Doprinos Pierrea Varignona
Smatra se da je početak moderne kinematike dogodio predstavljanjem Pierrea Varignona u siječnju 1700. na Kraljevskoj akademiji znanosti u Parizu.
U ovom je izlaganju dao definiciju koncepta ubrzanja i pokazao kako se to može izvesti iz trenutačne brzine, koristeći samo diferencijalni račun.
Konkretno, pojam kinematika skovao je André-Marie Ampère, koji je precizirao koji je sadržaj kinematike i stavio je u područje mehanike.
Konačno, s razvojem Alberta Einsteina iz Teorije posebne relativnosti, počelo je novo razdoblje; To je ono što je poznato kao relativistička kinematika, u kojem prostor i vrijeme više nemaju apsolutni karakter.
Što studiraš?
Kinematika se usredotočuje na proučavanje kretanja tijela, ne ulazeći u analizu njegovih uzroka. Za to koristi kretanje materijalne točke, kao idealan prikaz tijela u pokretu.
Početak
Kretanje tijela proučava se sa stajališta promatrača (unutarnjeg ili vanjskog) u okviru referentnog sustava. Tako kinematika matematički izražava kako se tijelo kreće od promjene koordinata položaja tijela s vremenom.
Na taj način funkcija koja omogućava izražavanje putanje tijela ne samo da ovisi o vremenu, već ovisi i o brzini i ubrzanju.
U klasičnoj se mehanici prostor smatra apsolutnim prostorom. Dakle, to je prostor neovisan o materijalnim tijelima i njihovom pomicanju. Isto tako, smatra da su svi fizički zakoni ispunjeni u bilo kojoj regiji prostora.
Na isti način klasična mehanika smatra da je vrijeme apsolutno vrijeme koje prolazi na isti način u bilo kojoj regiji prostora, bez obzira na kretanje tijela i bilo koji fizički fenomen koji se može dogoditi.
Formule i jednadžbe
Ubrzati
Brzina je veličina koja nam omogućava da povežemo putovani prostor i vrijeme korišteno za njegovo putovanje. Brzina se može dobiti izvođenjem položaja u odnosu na vrijeme.
v = ds / dt
U ovoj formuli s predstavlja položaj tijela, v je brzina tijela, a t vrijeme.
Ubrzanje
Ubrzanje je veličina koja omogućuje povezivanje varijacije brzine s vremenom. Ubrzanje se može postići izvođenjem brzine u odnosu na vrijeme.
a = dv / dt
U ovoj jednadžbi a predstavlja ubrzanje tijela koje se kreće.
Ravnomjerno kretanje linija
Kao što mu ime govori, to je pokret u kojem se kretanje događa u ravnoj liniji. Kako je jednolik, to je gibanje u kojem je brzina konstantna i u kojem je, dakle, ubrzanje jednaka nuli. Jednadžba jednoličnog pravokutnog gibanja je:
s = s 0 + v / t
U ovoj formuli s 0 predstavlja početni položaj.
Ravnomjerno ubrzano pravokutno kretanje
Opet je to pokret u kojem se kretanje događa u ravnoj liniji. Budući da je jednoliko ubrzan, to je kretanje u kojem brzina nije konstantna, jer varira kao posljedica ubrzanja. Jednadžbe jednoliko ubrzanog pravokutnog gibanja su sljedeće:
v = v 0 + a ∙ t
s = s 0 + v 0 ∙ t + 0,5 ∙ na 2
U tim v 0 je početna brzina i jest ubrzanje.
Vježba riješena
Jednadžba gibanja tijela izražava se sljedećim izrazom: s (t) = 10t + t 2. odrediti:
a) Vrsta pokreta.
To je jednoliko ubrzano gibanje, jer ima konstantno ubrzanje 2 m / s 2.
v = ds / dt = 2t
a = dv / dt = 2 m / s 2
b) položaj 5 sekundi nakon pokretanja pokreta.
s (5) = 10 ∙ 5 + 5 2 = 75 m
c) Brzina od kada je prošlo 10 sekundi od pokretanja pokreta.
v = ds / dt = 2t
v (10) = 20 m / s
d) Vrijeme koje je potrebno da se postigne brzina od 40 m / s.
v = 2t
40 = 2 t
t = 40/2 = 20 s
Reference
- Resnik, Halliday & Krane (2002). Fizika svezak 1. Cecsa.
- Thomas Wallace Wright (1896). Elementi mehanike koji uključuju kinematiku, kinetiku i statiku. E i FN Spon.
- PP Teodorescu (2007). Kinematika. Mehanički sustavi, klasični modeli: Mehanika čestica. Springer.
- Kinematika. (ND). U Wikipediji. Preuzeto 28. travnja 2018. s es.wikipedia.org.
- Kinematika. (ND). U Wikipediji. Preuzeto 28. travnja 2018. s en.wikipedia.org.