Klassinen mekaniikka on mekaniikan osa-alue, joka on omistettu valonnopeuden alapuolella oleviin nesteisiin upotettujen kappaleiden liikkeiden tutkimukselle maan päällä ja näiden liikkeiden syille. Klassinen mekaniikka jakautuu pääasiassa kinematiikkaan, dynamiikkaan, staattiseen, hydrostaattiseen ja hydrodynamiikkaan. Klassisen mekaniikan opiskelu on erittäin tärkeää monille ammateille, sen lisäksi, että se on kansallisen lukion kokeen (Enem) kysytyin fysiikan sisältö.
Lue myös: Moderni fysiikka - fysiikan ala, joka syntyi selittämään joitain käsitteitä, joita klassinen mekaniikka ei pystynyt selittämään
Tämän artikkelin aiheet
- 1 - Klassisen mekaniikan yhteenveto
- 2 - Mitä klassinen mekaniikka tutkii?
-
3 - Klassisen mekaniikan pääalueet
- → Kinematiikka
- → Dynamiikka
- → Staattinen
- → Hydrostaattinen
- → Hydrodynamiikka
- 4 - Klassisen mekaniikan merkitys
- 5 - Klassinen mekaniikka Enemissä
- 6 - Mitkä ovat mekaniikan pääopintoalueet?
Abstrakti klassisesta mekaniikasta
Klassinen mekaniikka on mekaniikan alakenttä, yksi fysiikan pääalueista.
Hän tutkii kehon liikkeitä maan päällä ja nesteisiin upotettuina valonnopeuden alapuolella ja näiden liikkeiden syitä.
Klassisen mekaniikan pääalueet ovat kinematiikka, dynamiikka, statiikka, hydrostatiikka ja hydrodynamiikka.
Kinematiikka tutkii tilanteita, jotka syntyvät siitä hetkestä lähtien, kun keho aloittaa liiketilan.
Dynamiikka tutkii syitä, jotka saivat aikaan jonkin liikkeen.
Statiikka tutkii tasapainoolosuhteita laajennetuissa kappaleissa.
Hydrostatiikka tutkii nesteitä staattisen tasapainon olosuhteissa.
Hydrodynamiikka tutkii liikkeessä olevia nesteitä, kun niihin kohdistuu nollasta poikkeavia ulkoisia voimia.
Mekaniikan kolme pääaluetta ovat klassinen mekaniikka, kvanttimekaniikka ja relativistinen mekaniikka.
Klassinen mekaniikka on fysiikan sisältö, joka kuuluu eniten Enemiin.
Mitä klassinen mekaniikka tutkii?
Klassinen mekaniikka tutkii valonnopeuden alapuolella oleviin nesteisiin upotettujen kappaleiden liikkeitä maan päällä sekä näiden liikkeiden syitä. Se jaetaan yleensä kinematiikkaan, dynamiikkaan, statiikkaan, hydrostatiikkaan ja hydrodynamiikkaan.
Klassisen mekaniikan pääalueet
→ Kinematiikka
Kinematiikka on klassisen mekaniikan ala tutkii kappaleiden liikettä ottamatta huomioon tämän liikkeen syitä. Toisin sanoen tutkitaan tilanteita, jotka syntyvät siitä hetkestä lähtien, kun keho aloittaa liiketilan. Lukiossa nähdyn kinematiikan puitteissa tutkitaan liiketyyppejä, joita näemme alla.
Älä nyt lopeta... Julkisuuden jälkeen on muutakin ;)
◦ Tasainen liike (MU)
Tasainen liike on liikettä jossa kappaleen nopeus on vakio ja liikkuu vain suorassa linjassa. Pääasiallinen tasaisen liikkeen tutkimuksessa käytetty yhtälö on sijainnin tuntifunktio.
MU: n sijaintiaikatoiminto:
\(S_F =S_0 + vt\ tai\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ Uniformly Varied Motion (MUV)
Tasaisesti vaihteleva liike on liikettä jossa kehon nopeus muuttuu vakionopeudella. Siinä tapauksessa, että liikkeen nopeus on kasvanut, sanomme sen olevan kiihdytetty liike; jos nopeus laskee, sanomme sen olevan hidastunut liike.
Tärkeimmät yhtälöt tasaisesti vaihtelevan liikkeen kuvaamiseksi ovat sijainnin ja nopeuden tuntifunktiot ja Torricellin yhtälö.
MUV: n sijaintiaikatoiminto:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ tai\ \kolmio S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \kolmio S =S_F -S_0 \)
MUV: n tuntinopeustoiminto:
\(V_F =V_0 + at\)
tai
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
Torricellin yhtälö:
\(V_F ^2 = V_0 ^2 + 2a\kolmio S\)
◦ Tasainen ympyräliike (MCU)
Tasainen ympyräliike on liikettä jossa liikkuvan kohteen nopeuden suunta muuttuu jatkuvasti niin, että sen etäisyys avaruuden pisteestä pysyy vakiona. Vaikka sitä kutsutaankin tasaiseksi ympyräliikkeeksi, tämä liike kiihtyy, koska ympyrämäisen liikeradan kuvaamiseksi tarvitaan keskikiihtyvyyttä.
Ympyräliikettä tutkittaessa kohtaamme suuren määrän yhtälöitä, ja on olemassa: yhtälöitä, jotka laskevat siirtymän ja skalaarinopeuden; yhtälöt, jotka laskevat kulmasuureita, kuten kulmanopeuden; ja lopuksi yhtälöt, jotka yhdistävät nämä kaksi suuren tyyppiä. Tutustu joihinkin tärkeimpiin ympyräliikkeen yhtälöihin.
MCU: n kulmanopeus:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
tai
\(ω = 2πf\)
tai
\(ω = \frac{2π}T\)
Nopeuden ja kulmanopeuden suhde:
\(V = ωR\)
Taajuus ja ajanjakso:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ Tasaisesti vaihteleva ympyräliike (MCUV)
Tasaisesti vaihteleva ympyräliike on liike joka on hieman yleisempi tapaus tasaisesta ympyräliikkeestä. Siinä on keskikiihtyvyyden lisäksi jatkuvat kulma- ja tangentiaalikiihtyvyydet, jotka saavat mobiilin kulmanopeuden vaihtelemaan tasaisesti. Kuten teemme tasaisesti vaihtelevassa liikkeessä, MCUV: n tutkimuksessa käytämme hyvin samanlaisia sijainti- ja nopeustuntifunktioita.
MCUV: n kulma-asennon myötäpäivään:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
MCUV: n kulmanopeuden tuntifunktio:
\(ω_F = ω_0 = kohdassa \)
Katso myös:Tekniikat kinemaattisten harjoitusten ratkaisuun
→ Dynamiikka
Dynamiikka on klassisen mekaniikan alue tutkii syitä, jotka saivat aikaan jonkin liikkeen. Tässä mielessä tutkimme kehoon vaikuttavia voimia, liikemääriä, energiaa mekaniikka, impulssi ja pyörimisliikkeisiin liittyvät suuruudet, kuten vääntömomentti ja momentti kulmikas.
Lukion dynamiikan opiskelun perusta ovat Newtonin kolme lakia. Niiden perusteella johdetaan osa-alueen ja myös kinematiikan muut yhtälöt. Tutustu tärkeimpiin Dynamiikan tutkimuksessa käytettyihin kaavoihin:
Newtonin toinen laki:
\(F=m\cdot a\)
Vääntömomentti tai voiman momentti:
\(T=Fdsenθ\)
Lineaarinen liikemäärä tai lineaarinen liikemäärä:
\(Q=mv\)
Kulmamomentti tai kulmamomentti:
\(L=rQsenθ\)
Kineettinen energia:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ staattinen
Statiikka on klassisen mekaniikan ala tutkii tasapainoolosuhteita laajennetuissa kappaleissa, eli se määrittää, mitä mittoja tai jopa voimien ja vääntömomenttien intensiteetin tulee olla, jotta mitoiltaan merkityksetön kappale voi pysyä tasapainossa. Statiikan tutkimuksessa Newtonin lakeja käytetään laajalti.
→ hydrostaattinen
Hydrostaattinen on klassisen mekaniikan alue tutkii nesteitä staattisen tasapainon olosuhteissa. Siinä tutkimme ominaismassaa, painetta, Stevinin periaatetta, Pascalin lausetta ja Archimedesin lausetta.
→ Hydrodynamiikka
Hydrodynamiikka on klassisen mekaniikan ala tutkii liikkeessä olevia nesteitä, kun niihin kohdistuu nollasta poikkeavia ulkoisia voimia. Siinä tutkimme virtausta, jatkuvuusyhtälöä ja Bernoullin periaatetta.
Klassisen mekaniikan merkitys
Klassisella mekaniikalla on suuri merkitys monissa asioissa. Alla korostamme joitain käsityksiä, jotka olivat mahdollisia vain klassisen mekaniikan tutkimuksen avulla:
Planeettojen, satelliittien ja asteroidien kiertoradat, kuvattu universaalin gravitaatiolain mukaan se on Keplerin lakien mukaan.
Rakettien, luotien, nuolien ja nuolien lentorata selitetään ammuksen laukaisuyhtälöillä.
Nesteiden virtaus, jota kuvaa jatkuvuusyhtälö, joka pystyy selittämään lentokoneiden lennon sekä hydrostaattiset tilanteet, joissa nesteet ovat levossa.
Yksinkertaisten koneiden, kuten kaltevien tasojen, hihnapyörien, nostinten, vaakojen jne., käyttö.
Sähköisesti varautuneiden hiukkasten liikerata sähkö- ja magneettikenttien vaikutuksesta, kuten Aurora borealis -ilmiössä.
Vapaassa pudotuksessa tai jopa painovoiman kiihdyttimiä putoavia, mutta ilmanvastuksen vaikutuksesta kärsiviä kappaleita.
Katso myös:Astrofysiikka – tähtitieteen ala, joka on omistettu maailmankaikkeuden tutkimiseen fysiikan ja kemian lakien soveltamisen kautta
Klassinen mekaniikka Enemissä
Kaikista fysiikan osa-alueista klassista mekaniikkaa on eniten Enem-kysymyksissä, joten on erittäin tärkeää, että pystyt:
ymmärtää kinemaattisten yhtälöiden takana olevat merkitykset, osaa liittää ne todellisiin tilanteisiin sekä niiden graafit;
tunnistaa ja luokitella progressiiviset, regressiiviset, kiihdytetyt ja tasaiset liikkeet;
ymmärtää referenssin käsitteen ja ymmärtää mitä suhteelliset liikkeet ovat;
tietää kuinka soveltaa Newtonin kolmea lakia mitä erilaisimmissa yhteyksissä;
ymmärtää mekaanisen, kineettisen ja potentiaalisen energian käsitteet ja osaa toimia näiden suureiden kanssa;
tehdä törmäyslaskelmia liikemäärän sekä mekaanisen energian säilymisen avulla;
tuntea ja ymmärtää Keplerin lakien toiminnan ja niiden suhteen universaalin gravitaatiolain kanssa;
ymmärtää, kuinka staattisia tasapainoehtoja tulee soveltaa kappaleisiin, joiden mittoja ei voida jättää huomiotta;
ymmärtää hiukkasten liikkeiden syyt ja vaikutukset ja osaa kuvata niitä yhtälöiden muodossa.
Mitkä ovat mekaniikan pääasialliset opinnot?
Mekaniikka Se on yksi fysiikan suurista alueista. Se on yleensä jaettu:
Klassinen mekaniikka: Mekaniikan haara, joka tutkii valonnopeuden alapuolella oleviin nesteisiin upotettujen kappaleiden liikkeitä maan päällä ja näiden liikkeiden syitä. Se liittyy alueen tuntemukseen, jota voidaan soveltaa makroskooppisiin tilanteisiin.
Kvanttimekaniikka: mekaniikan haara, joka tutkii pienten hiukkasten, kuten atomien ja molekyylien, liikettä.
Relativistinen mekaniikka: mekaniikan haara, joka tutkii kappaleiden käyttäytymistä, jotka liikkuvat lähellä valonnopeutta. Se johtuu löydöistä fyysikko Albert Einstein.
Lähde
e-Física – fysiikan online-opetus; USP – São Paulon yliopisto. mekaniikka. Saatavilla: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? kategoriatunnus=132.
Kirjailija: Rafael Helerbrock
Fysiikan opettaja
Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:
HELERBROCK, Rafael. "Klassinen mekaniikka"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Käytetty 22.8.2023.
Opi lisää siitä, mitä kiihtyvyys on, opi laskemaan se, ymmärtämään sen fyysinen merkitys ja katso esimerkkejä ratkaistuista harjoituksista.
Tiedätkö mitä ulottuvuusanalyysi on tai onko sinulla vaikeuksia käyttää tätä työkalua? Tutustu artikkeliimme ja katso esimerkkejä ja ratkaistuja harjoituksia tästä aiheesta.
Onko sinulla vaikeuksia fysiikassa ja etsit vinkkejä Newtonin lakien harjoitusten ratkaisemiseen? Tutustu tekstiin ja tutustu vinkkeihin tämäntyyppisten harjoitusten ratkaisemiseen ja katso ratkaistuja harjoituksia Newtonin lakien soveltamisesta.
Napsauta tästä oppiaksesi mitä staattinen on ja ymmärtääksesi käsitteet, kuten staattinen tasapaino, vääntömomentti ja vipuvaikutus. Tunne stiikan kaavat ja niiden sovellukset.
Tiedätkö mitä vahvuus on? Ymmärrä käsite, tutustu kaavoihin, joita käytetään erityyppisille voimille, ja katso, mikä on voimien ja Newtonin lakien välinen suhde.
Opi lisää fysiikasta, joka on yksi vanhimmista ja tärkeimmistä tieteistä, joka on vuosisatojen ajan myötävaikuttanut ihmiskunnan tieteelliseen ja teknologiseen kehitykseen. Fysiikka on jaettu osa-alueisiin, kuten mekaniikka, sähkömagnetismi, termologia, optiikka ja aallot, joilla on omat alajaottelunsa.
Opi yleisen painovoiman laista, jonka on kehittänyt englantilainen fyysikko Isaac Newton. Se suhteuttaa kahden kappaleen massan tulon niiden etäisyyden neliön käänteiseen määrään niiden välisen vetovoiman intensiteetin määrittämiseksi. Tule ymmärtämään aihetta tästä!
Tunne kaava, joka kuvaa tätä fyysistä määrää.
Ymmärrä Newtonin lakeja ja katso joitain ratkaistuja esimerkkejä sekä tätä aihetta koskevia harjoituksia, jotka osuivat viholliseen.
Opi lisää yhtenäisestä liikkeestä eli liikkeestä, jossa huonekalut kulkevat tasaisissa paikoissa tasaisin aikavälein. Katso esimerkkejä ja yhtälöitä!
Cringe
Englannista muokattua slangia käytetään kuvaamaan henkilöä, jota pidetään tahmeana, häpeällisenä, vanhentuneena ja poissa muodista.
Folklooripäivää vietetään tänään 22. elokuuta Brasiliassa ja ympäri maailmaa. Opettajat selittävät...
Tapaa Eris, covid-19:n uusi variantti. Katso oireesi, riskisi ja tapojasi pysyä turvassa.
Loppujen lopuksi, mikä on kylmärintama? Klikkaa tästä, ymmärrä kuinka kylmärintama muodostuu ja ota selvää...
