Kinematika: fogalom és képletek

A fizika-mechanika területén a kinematika tanulmányozza és leírja a testek mozgását anélkül, hogy aggódnának az elmozdulás okai miatt.

A Kinematics segítségével lehetőség van a mozgások osztályozására és összehasonlítására, míg az előfordulás okával a Dynamics foglalkozik.

alapvető fogalmak

Lásd alább a Kinematika tanulmányának néhány fontos fogalmát.

Referenciális: pont, amely meghatározza, hogy az objektum mozgásban vagy nyugalmi állapotban van-e.
Mozgalom: helyzetváltozás a referenciakeret megközelítéséhez vagy eltávolodásához.
pihenés: amikor egy tárgy helyzete nem változik a referenciakerethez képest.
Röppálya: vonal, amely meghatározza az objektum különböző pozícióit az idő múlásával.
Elmozdulás: a pálya kezdő és utolsó tere között megtett távolság.
anyagi pont: test, amelynek méretei nem zavarják a mozgás tanulmányozását.
hosszú test: test, amelynek méretei fontosak a mozgás megértéséhez.

Példa: A kocsiban lévő fiú A-nak tekintendő, és jobbra halad a B referencia felé, amely egy lánynak felel meg a kereszteződés közelében.

instagram story viewer

Mivel B a referenciális, azt mondjuk, hogy A B-vel kapcsolatban mozog, vagyis pályát készít, mivel a B-től való távolság az idő függvényében változik. Vegye figyelembe, hogy a test által végrehajtott mozgás az elfogadott referenciakerettől függ.

Az ösvénytípus a mozgást egyenesnek minősíti, ha a mozgást egyenes vonalon hajtják végre, vagy görbe vonalúnak, amikor a mozgást görbe ösvényen hajtják végre.

Kinematikai képletek

átlagsebesség

Azt a sebességet nevezzük, amellyel a test egy mozgást végez átlagsebesség, amelyet a következő képlet segítségével lehet kiszámítani:

egyenes V egyenes m alindexterrel, amely megegyezik a ΔS térszámlálóval a nevező tér felett Δt a tört vége megegyezik a számláló helyével végtér mínusz térpozíció kezdeti tér a nevező fölött időterület végtér tér mínusz téridő kezdeti tér vége töredék

A kezdeti és a végső feltétel megfelel az időszámítás időtartamának, függetlenül attól, hogy az autó egy ideig leállt, vagy az útvonal mentén változott a sebesség.

A nemzetközi rendszerben (SI) az átlagos sebességi egység a méter másodpercben (m / s).

Lásd még: Kinematikai képletek

közepes skaláris gyorsulás

Idővel a test sebessége változhat mozgás közben. A test gyorsulása egy utazás során a sebesség ingadozásának növekedését vagy csökkenését okozza.

Itt van a gyorsulás kiszámításának képlete:

egyenes, egyenes m alindex tér, egyenlő a térszámlálóval Δv a nevező tér felett Δt a frakció vége megegyezik a számláló sebességével végtér tér mínusz térsebesség kezdeti tér a nevező fölött időtér végtér kevesebb téridő kezdeti tér vége töredék

A nemzetközi rendszerben (SI) az átlagos gyorsulási egység a méter másodpercenként négyzetben kifejezve (m / sec²).

Lásd még: Gyorsulás

Egységes mozgalom (MU)

Ha egy test ugyanabban az időintervallumban mindig ugyanolyan távolságot tesz meg, mozgása egyenletesnek minősül. Ezért a sebessége állandó és különbözik a nullától.

A Egységes egyenes vonalú mozgás (MRU) a sebesség nem változik egy egyenes vonalban vett pályán.

A test helyzetét a pályán az óránkénti helyzetfüggvény alapján lehet kiszámítani:

az egyenes S tér egyenlő az S egyenes térrel, 0 alindex térrel, plusz egyenes v térrel. egyenes t

Hol,

S = végső helyzet, méterben (m)
s₀ = kezdeti helyzet, méterben (m)
v = sebesség méterben másodpercenként (m / s)
t = idő másodpercben

Lásd még: Egységes mozgalom

Egységesen Változatos Mozgás (MUV)

Ha a sebesség ugyanazon időintervallumon belül egyenlő mértékben változik, akkor a mozgást egyenletesen változónak tekintjük. Ezért a gyorsulás állandó és nem nulla.

O Egységesen változatos egyenes vonalú mozgás (MRUV) ugyanolyan gyorsulással jellemezhető, mint egy egyenes vonalú test.

Az óránkénti sebességegyenlet segítségével kiszámítható a sebesség az idő függvényében.

egyenes V tér egyenlő V egyenes térrel 0 alindex térrel plusz egyenes szóköz a. egyenes t

Hol,

V = végsebesség, méter másodpercben (m / s)
V₀ = kezdeti sebesség méterben másodpercenként (m / s)
a = gyorsulás, méter / másodperc négyzetben (m / s²)
t = idő másodpercben

A test helyzetét a pályán a következő egyenlet segítségével lehet kiszámítani:

egyenes S tér egyenlő az S egyenes térrel 0 alindex térrel, plusz egyenes v tér 0 egyenes al index t terrel, plusz egyenes szóköz a. egyenes t négyzet

Hol,

S = végső helyzet, méterben (m)
s₀ = kezdeti helyzet, méterben (m)
V₀ = kezdeti sebesség méterben másodpercenként (m / s)
a = gyorsulás, méter / másodperc négyzetben (m / s²)
t = idő másodpercben

A Torricelli-egyenlet az egyenletesen változó mozgásban áthaladt sebesség és tér viszonyítására szolgál.

egyenes v négyzet tér egyenlő a szóközzel egyenes v 0 alindesszissel, 2 felső index térrel, plusz 2 szóköz egyenes, egyenes növekménysel S

Hol,

V = végsebesség, méter másodpercben (m / s)
V₀ = kezdeti sebesség méterben másodpercenként (m / s)
a = gyorsulás, méter / másodperc négyzetben (m / s²)
egyenes növekmény S = megtett tér, méterben (m)