Klassikaline mehaanika on mehaanika alamvaldkond, mis on pühendatud Maal valguse kiirusest madalamate vedelikesse sukeldatud kehade liikumise ja nende liikumiste põhjuste uurimisele. Klassikaline mehaanika jaguneb peamiselt kinemaatika, dünaamika, staatika, hüdrostaatika ja hüdrodünaamika valdkondadeks. Klassikalise mehaanika õpe on väga oluline paljude elukutsete jaoks, lisaks sellele, et see on riikliku keskkoolieksami (Enem) kõige nõutavam füüsika sisu.
Loe ka: Kaasaegne füüsika – füüsika valdkond, mis tekkis selleks, et selgitada mõningaid mõisteid, mida klassikaline mehaanika seletada ei suutnud
Selle artikli teemad
- 1 - Klassikalise mehaanika kokkuvõte
- 2 – Mida klassikaline mehaanika uurib?
-
3 - Klassikalise mehaanika peamised õppesuunad
- → Kinemaatika
- → Dünaamika
- → Staatiline
- → Hüdrostaatiline
- → Hüdrodünaamika
- 4 – Klassikalise mehaanika tähtsus
- 5 – Klassikaline mehaanika Enemis
- 6 - Millised on mehaanika peamised õppesuunad?
Kokkuvõte klassikalisest mehaanikast
Klassikaline mehaanika on mehaanika alamvaldkond, üks füüsika peamisi valdkondi.
Ta uurib kehade liikumist Maal ja valguse kiirusest madalamatesse vedelikesse sukeldatud kehade liikumist ja nende liikumiste põhjuseid.
Klassikalise mehaanika peamised õppesuunad on kinemaatika, dünaamika, staatika, hüdrostaatika ja hüdrodünaamika.
Kinemaatika uurib olukordi, mis tekivad hetkest, mil keha alustab liikumist.
Dünaamika uurib põhjuseid, mis põhjustasid mingi liikumise.
Staatika uurib tasakaalutingimusi laiendatud kehades.
Hüdrostaatika uurib vedelikke staatilise tasakaalu tingimustes.
Hüdrodünaamika uurib vedelikke, mis liiguvad nullist erineva välisjõudude mõjul.
Mehaanika kolm peamist valdkonda on klassikaline mehaanika, kvantmehaanika ja relativistlik mehaanika.
Klassikaline mehaanika on füüsika sisu, mis langeb kõige enam Enemi.
Mida uurib klassikaline mehaanika?
Klassikaline mehaanika uurib lisaks nende liikumiste põhjustele ka kehade liikumist Maal ja mis on sukeldatud vedelikesse alla valguse kiiruse. Tavaliselt jaguneb see kinemaatikaks, dünaamikaks, staatikaks, hüdrostaatikaks ja hüdrodünaamikaks.
Klassikalise mehaanika peamised õppesuunad
→ Kinemaatika
Kinemaatika on klassikalise mehaanika valdkond, mis uurib kehade liikumist, võtmata arvesse selle liikumise põhjuseid. Teisisõnu uuritakse olukordi, mis tekivad hetkest, mil keha oma liikumisseisundit alustab. Kinemaatika raames, mida keskkoolis nähakse, uuritakse liikumistüüpe, mida allpool näeme.
Ära nüüd lõpeta... Peale reklaami on veel midagi ;)
◦ Ühtlane liikumine (MU)
Ühtlane liikumine on liikumine kus keha kiirus on konstantne, liikudes ainult sirgjooneliselt. Peamine võrrand, mida ühtlase liikumise uurimiseks kasutatakse, on asukoha tunnifunktsioon.
MU asukoha aja funktsioon:
\(S_F =S_0 + vt\ või\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ Ühtlaselt varieeruv liikumine (MUV)
Ühtlaselt varieeruv liikumine on liikumine kus keha kiirus muutub konstantse kiirusega. Juhul, kui liikumise kiirus on suurenenud, ütleme, et see on kiirendatud liikumine; kui kiirus väheneb, ütleme, et see on aeglustunud liikumine.
Kõige olulisemad võrrandid ühtlaselt muutuva liikumise kirjeldamiseks on asukoha ja kiiruse tunnifunktsioonid ning Torricelli võrrand.
MUV-i asukohaaja funktsioon:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ või\ \kolmnurk S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \kolmnurk S =S_F -S_0 \)
MUV-i tunnikiiruse funktsioon:
\(V_F =V_0 + at\)
või
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
Torricelli võrrand:
\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\kolmnurk S\)
◦ Ühtlane ringliikumine (MCU)
Ühtlane ringliikumine on liikumine milles liikuva objekti kiiruse suund muutub pidevalt nii, et selle kaugus ruumipunktist jääb konstantseks. Isegi kui seda nimetatakse ühtlaseks ringliikumiseks, on see liikumine kiirendatud, kuna ringtrajektoori kirjeldamiseks on vajalik tsentripetaalse kiirenduse olemasolu.
Ringliikumise uurimisel seisame silmitsi suure hulga võrranditega ja seal on: võrrandid, mis arvutavad nihke ja skalaarkiiruse; võrrandid, mis arvutavad nurksuurusi, näiteks nurkkiirust; ja lõpuks võrrandid, mis aitavad neid kahte tüüpi suurusi seostada. Vaadake mõnda kõige olulisemat ringikujulise liikumise võrrandit.
MCU nurkkiirus:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
või
\(ω = 2πf\)
või
\(ω = \frac{2π}T\)
Kiiruse ja nurkkiiruse vaheline seos:
\(V = ωR\)
Sagedus ja periood:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ Ühtlaselt varieeruv ringliikumine (MCUV)
Ühtlaselt varieeruv ringliikumine on liikumine mis on veidi üldisem ühtlase ringliikumise juhtum. Selles on lisaks tsentripetaalsele kiirendusele pidevad nurk- ja tangentsiaalsed kiirendused, mis põhjustavad mobiili nurkkiiruse ühtlase muutumise. Nagu ühtlaselt varieeruva liikumise korral, kasutame MCUV-i uurimisel väga sarnaseid asukoha ja kiiruse tunnifunktsioone.
MCUV-i nurgaasendi päripäeva funktsioon:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
MCUV nurkkiiruse tunnifunktsioon:
\(ω_F = ω_0 = at \)
Vaata ka:Kinemaatika harjutuste lahendamise võtted
→ Dünaamika
Dünaamika on klassikalise mehaanika valdkond, mis uurib põhjuseid, mis põhjustasid mingi liikumise. Selles mõttes uurime kehale mõjuvaid jõude, liikumiskoguseid, energiat pöörlemisliikumisega seotud mehaanika, impulsid ja suurused, nagu pöördemoment ja moment nurgeline.
Gümnaasiumi dünaamika õppe alused on Newtoni kolm seadust. Nende põhjal tuletatakse teised alapiirkonna ja ka kinemaatika võrrandid. Vaadake mõnda kõige olulisemat dünaamika uurimisel kasutatud valemit:
Newtoni teine seadus:
\(F=m\cdot a\)
Jõumoment või jõumoment:
\(T=Fdsenθ\)
Lineaarne impulss või lineaarne impulss:
\(Q=mv\)
Nurkmoment või nurkmoment:
\(L=rQsenθ\)
Kineetiline energia:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ staatiline
Staatika on klassikalise mehaanika valdkond, mis uurib tasakaalutingimusi laiendatud kehades, see tähendab, et see määrab, millised peaksid olema jõudude ja pöördemomentide mõõtmed või isegi intensiivsus, et mitteoluliste mõõtmetega keha saaks tasakaalus olla. Staatika uurimisel kasutatakse laialdaselt Newtoni seadusi.
→ hüdrostaatiline
Hüdrostaatiline on klassikalise mehaanika valdkond, mis uurib vedelikke staatilise tasakaalu tingimustes. Selles uurime spetsiifilist massi, rõhku, Stevini põhimõtet, Pascali teoreemi ja Archimedese teoreemi.
→ Hüdrodünaamika
Hüdrodünaamika on klassikalise mehaanika valdkond, mis uurib nullist erineva välisjõudude mõjul liikuvaid vedelikke. Selles uurime voolu, järjepidevuse võrrandit ja Bernoulli põhimõtet.
Klassikalise mehaanika tähtsus
Klassikaline mehaanika omab suurt tähtsust mitmes aspektis. Allpool toome esile mõned arusaamad, mis olid võimalikud ainult klassikalise mehaanika uuringute kaudu:
Kirjeldatud planeetide, satelliitide ja asteroidide orbiite universaalse gravitatsiooni seaduse järgi see on Kepleri seaduste järgi.
Rakettide, kuulide, noolte ja noolte trajektoori selgitati mürsu stardivõrrandi abil.
Vedelike voog, mida kirjeldatakse pidevuse võrrandiga, mis suudab selgitada lennukite lendu, samuti hüdrostaatilisi olukordi, kus vedelikud on puhkeolekus.
Lihtsate masinate, nagu kaldtasapinnad, rihmarattad, tõstukid, kaalud jne, töö.
Elektriliselt laetud osakeste trajektoor, mis liiguvad elektri- ja magnetvälja mõjul, nagu aurora borealis'e nähtusel.
Vabalangevad kehad või isegi raskusjõu toimel kiirendatud, kuid õhutakistuse mõju all olevad kehad.
Vaata ka:Astrofüüsika – astronoomia haru, mis on pühendatud universumi uurimisele füüsika- ja keemiaseaduste rakendamise kaudu
Klassikaline mehaanika Enemis
Kõigist füüsikavaldkondadest on Enemi küsimustes kõige rohkem klassikalist mehaanikat, seega on väga oluline, et suudaksite:
mõista kinemaatika võrrandite taga olevat tähendust, oskab neid seostada reaalsete olukordadega ja ka nende graafikutega;
tuvastada ja klassifitseerida progressiivseid, regressiivseid, kiirendatud ja ühtlaseid liigutusi;
mõista viite mõistet ja mõista, mis on suhtelised liikumised;
teades, kuidas rakendada Newtoni kolme seadust kõige erinevamates kontekstides;
mõista mehaanilise, kineetilise ja potentsiaalse energia mõistet ning oskab nende suurustega opereerida;
teha kokkupõrkearvutusi nii impulsi kui ka mehaanilise energia jäävuse abil;
teadma ja mõistma Kepleri seaduste toimimist ja nende seost universaalse gravitatsiooniseadusega;
mõista, kuidas staatilisi tasakaalutingimusi tuleks rakendada kehadele, mille mõõtmeid ei saa tähelepanuta jätta;
mõistab osakeste liikumise põhjuseid ja tagajärgi ning oskab neid võrrandite kujul kirjeldada.
Millised on mehaanika peamised õppesuunad?
Mehaanika See on üks suuremaid füüsika valdkondi. Tavaliselt jaguneb see järgmisteks osadeks:
Klassikaline mehaanika: mehaanika haru, mis uurib Maal valguse kiirusest madalamal vedelikes sukeldatud kehade liikumist ja nende liikumiste põhjuseid. See on seotud valdkonna tundmisega, mida saab kasutada makroskoopilistes olukordades.
Kvantmehaanika: mehaanika haru, mis uurib väikeste osakeste, näiteks aatomite ja molekulide liikumist.
Relativistlik mehaanika: mehaanika haru, mis uurib valguse kiirusele lähedase kiirusega liikuvate kehade käitumist. See pärineb avastustest füüsik Albert Einstein.
Allikas
e-Física – veebipõhine füüsikaõpetus; USP – São Paulo ülikool. mehaanika. Saadaval: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? categoryid=132.
Autor: Rafael Helerbrock
Füüsika õpetaja
Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:
HELERBROCK, Rafael. "Klassikaline mehaanika"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Sissepääs 22. augustil 2023.
Lisateavet selle kohta, mis on kiirendus, õppige seda arvutama, mõistma selle füüsilist tähendust ja vaadake näiteid lahendatud harjutustest.
Kas teate, mis on dimensioonianalüüs või on teil selle tööriista kasutamisel raskusi? Vaadake meie artiklit ja vaadake näiteid ja lahendatud harjutusi sellel teemal.
Kas teil on füüsikas raskusi ja otsite näpunäiteid Newtoni seaduste harjutuste lahendamiseks? Juurdepääs tekstile ja näpunäiteid, kuidas seda tüüpi harjutusi lahendada, ja vaadake lahendatud harjutusi Newtoni seaduste rakendamisel.
Klõpsake siin, et saada teada, mis on staatilisus, ja mõista selliseid mõisteid nagu staatiline tasakaal, pöördemoment ja võimendus. Teadma staatika valemeid ja nende rakendusi.
Kas sa tead, mis on jõud? Mõistke kontseptsiooni, tutvuge erinevate jõuliikide valemitega ja vaadake, milline on seos jõudude ja Newtoni seaduste vahel.
Lisateavet füüsika kohta, mis on üks vanimaid ja tähtsamaid teadusi, mis on sajandite jooksul aidanud kaasa inimkonna teaduslikule ja tehnoloogilisele arengule. Füüsika on jagatud valdkondadeks nagu mehaanika, elektromagnetism, termoloogia, optika ja lained, millel on oma alajaotised.
Siit saate teada universaalse gravitatsiooniseaduse kohta, mille töötas välja inglise füüsik Isaac Newton. See seob kahe keha massi korrutise nende kauguse ruudu pöördväärtusega, et määrata nende vahel eksisteeriva gravitatsioonilise tõmbejõu intensiivsus. Saa siin teemast aru!
Teadke valemit, mis kirjeldab seda füüsikalist suurust.
Saage aru Newtoni seadustest ja vaadake mõningaid lahendatud näiteid, samuti harjutusi sellel teemal, mis langesid Vaenlasele.
Lisateavet ühtlase liikumise kohta, st liikumise kohta, mille käigus mööbel liigub läbi võrdsete ruumide võrdsete ajavahemike järel. Vaata näiteid ja võrrandeid!
Kringetama
Inglise keelest kohandatud slängi kasutatakse kellegi tähistamiseks, keda peetakse kleepuvaks, häbiväärseks, aegunud ja moest väljas.
Folklooripäeva tähistatakse täna, 22. augustil Brasiilias ja mujal maailmas. Õpetajad selgitavad...
Tutvuge Covid-19 uue variandiga Erisega. Vaadake oma sümptomeid, riske ja ka võimalusi turvalisuse tagamiseks.
Lõppude lõpuks, mis on külm front? Klõpsake siin, saage aru, kuidas külmad frondid moodustuvad ja uurige...
