Dynamiikka on osaamisalue Fysiikka mitä tutkia liikkeiden syytä, analysoimalla ja kuvailemalla niitä voimat jotka ovat vastuussa niiden tuottamisesta. Dynamiikka on siksi yksi mekaniikan osa-alueista kinematiikan ja stiikan ohella.
Katso myös: Voimat - tyypit, kaavat ja laskeminen
Mitä pääteemoja dynamiikassa tutkitaan?
Dynaamiikan pääaineina ovat Newtonin lait, universaali gravitaatio sekä mekaanisten, kineettisten ja potentiaalisten energioiden tutkimus.
- Newtonin lait: kuvaa kappaleiden liikkeitä niihin vaikuttavien voimien kautta. Kaiken kaikkiaan Newtonin lakia on kolme: a laki inertia, O dynamiikan perusperiaate ja toiminnan ja reaktion laki. Newtonin lakien perusteella käyttäytyminen kitkavoimat, kelluvuus, veto, keskipitkät voimat jne.
- universaali gravitaatio: dynamiikan alue, joka tutkii taivaankappaleiden liikettä. Sen lisäksi universaalin painovoiman laki, jota käytetään laskemaan voima ja vetovoima, jonka yksi keho kohdistaa toiseen, on myös olemassa Keplerin lait, jota käytetään kuvaamaan kiertoradatplanetaarinen.
- mekaaninen energia: tämän energiamuodon tutkiminen yhdistää energiat kinetiikka ja potentiaalia, muiden joukossa. Tässä tutkitaan myös mekaanisen energian säilymisen periaatetta mekaanisen työn ja tehon laskelmien lisäksi.
Dynaamiset kaavat
Tutustu tärkeimpiin dynamiikan kaavoihin ja opi, mitä kukin sen muuttuja tarkoittaa.
→ Tuloksena oleva voima
THE vahvuustuloksena voidaan saada vektorilaskennan avulla. Mukaan Newtonin 2. laki, se on yhtä suuri kuin kehon massan ja sen kiihtyvyyden tulo.
→ Voiman työn kaava
Vakiovoiman kohdistama työ voidaan laskea kohdistetun voiman ja kehon kulkeman matkan tulolla.
→ Kineettinen energia
Kineettinen energia on energiamäärä, joka on varastoitunut mihin tahansa kappaleeseen, jonka massa on m, joka liikkuu nopeudella v seuraavan kaavan mukaisesti:
→ gravitaatiopotentiaalienergia
Gravitaatiopotentiaalienergialla tarkoitetaan energian määrää, joka on varastoitunut massakappaleeseen. m, kun se nostetaan korkeudelle h maasta, alueella, jossa painovoiman kiihtyvyys on yhtä suuri kuin g. Katsella:
→ Mekaaninen energia
Mekaanisella energialla tarkoitetaan kaikkea energiaa, joka liittyy kehon tai kehojärjestelmän liikkeeseen. Mekaaninen energia on yhtä suuri kuin kineettisen energian ja potentiaalienergian summa.
Katso myös: Vinkkejä kinematiikan harjoitusten ratkaisemiseen
Ratkaistiin harjoituksia dynamiikasta
Kysymys 1 - Määritä, mikä on 4,5 kg: n massaisen kappaleen kiihtyvyys, kun siihen kohdistuu 900 N: n voima.
a) 10 m/s²
b) 20 m/s²
c) 0,5 m/s²
d) 9 m/s²
Resoluutio:
Käytä vain Newtonin toista lakia ja käytä lausunnon antamia tietoja.
Saatujen tulosten perusteella oikea vaihtoehto on kirjain B.
Kysymys 2 - 20 kg painava ruumis on 10 m korkea alueella, jossa painovoiman arvo on 10 m/s². Tietäen, että kappale liikkuu vakionopeudella 10 m/s, määritä kappaleen mekaanisen energian suuruus.
a) 1500 J
b) 2500 J
c) 3000 J
d) 4500 J
Resoluutio:
Tehtävän ratkaisemiseksi on tarpeen laskea kineettiset ja potentiaaliset energiat ja laskea ne sitten yhteen.
Laskennan avulla huomaamme, että kappaleen mekaaninen energia on 3000 J, joten oikea vaihtoehto on kirjain C.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja