Klasszikus mechanika: tanulmányi területek, in Enem

Klasszikus mechanika a Mechanika egy részterülete, amely a fénysebesség alatti folyadékokba merült testek Földön való mozgásának és e mozgások okainak tanulmányozásával foglalkozik. A klasszikus mechanika főként a kinematika, a dinamika, a statika, a hidrosztatika és a hidrodinamika területeire oszlik. A klasszikus mechanika tanulmányozása a szakmák széles körében nagy jelentőséggel bír, amellett, hogy az Országos Középiskolai Vizsga (Enem) legkeresettebb fizikatartalma.

Olvasd el te is: Modern fizika – a fizika területe, amely néhány olyan fogalom magyarázatára jelent meg, amelyeket a klasszikus mechanika nem tudott megmagyarázni

A cikk témái

1 - A klasszikus mechanika összefoglalása
2 - Mit tanul a klasszikus mechanika?
3 - A klasszikus mechanika főbb tanulmányi területei
- → Kinematika
- → Dinamika
- → Statikus
- → Hidrosztatikus
- → Hidrodinamika
4 - A klasszikus mechanika jelentősége
5 - Klasszikus mechanika az Enemben
6 - Melyek a mechanika főbb tanulmányi területei?

Absztrakt a klasszikus mechanikáról

A klasszikus mechanika a mechanika egyik részterülete, a fizika egyik fő területe.

instagram story viewer

Tanulmányozza a Földön a fénysebesség alatti folyadékokba merült testek mozgását és e mozgások okait.
A klasszikus mechanika fő tanulmányi területei a kinematika, a dinamika, a statika, a hidrosztatika és a hidrodinamika.
A kinematika azokat a helyzeteket vizsgálja, amelyek attól a pillanattól kezdve fordulnak elő, amikor a test elkezdi mozgási állapotát.
A dinamika azokat az okokat vizsgálja, amelyek valamilyen mozgást eredményeztek.
A statika kiterjedt testek egyensúlyi feltételeit vizsgálja.
A hidrosztatika a folyadékokat statikus egyensúlyi körülmények között vizsgálja.
A hidrodinamika a mozgásban lévő folyadékokat vizsgálja, amikor nem nulla külső erőhatásoknak vannak kitéve.
A mechanika három fő területe a klasszikus mechanika, a kvantummechanika és a relativisztikus mechanika.
A klasszikus mechanika az a fizika tartalom, amely leginkább az Enembe esik.

Mit tanul a klasszikus mechanika?

A klasszikus mechanika a fénysebesség alatti folyadékokba merült testek mozgását vizsgálja a Földön, valamint ezeknek a mozgásoknak az okait. Általában kinematikára, dinamikára, statikára, hidrosztatikára és hidrodinamikára osztják.

A klasszikus mechanika fő tanulmányi területei

→ Kinematika

A kinematika a klasszikus mechanika területe a testek mozgását vizsgálja anélkül, hogy figyelembe venné e mozgás okait. Más szavakkal, azokat a helyzeteket tanulmányozzák, amelyek attól a pillanattól kezdve fordulnak elő, amikor egy test elkezdi mozgási állapotát. A kinematika keretein belül, amely a középiskolában látható, azokat a mozgástípusokat tanulmányozzuk, amelyeket az alábbiakban fogunk látni.

Ne hagyd abba most... A nyilvánosság után van még valami ;)

◦ Egyenletes mozgás (MU)

Az egységes mozgás a mozgás ahol egy test sebessége állandó, csak egyenes vonalban mozog. Az egyenletes mozgás vizsgálatára használt fő egyenlet a pozíció óránkénti függvénye.

Pozícióidő funkció az MU-hoz:

\(S_F =S_0 + vt\ vagy\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)

◦ Egyenletesen változó mozgás (MUV)

Az egyenletesen változatos mozgás a mozgás ahol a test sebessége állandó sebességgel változik. Abban az esetben, ha a mozgás sebessége megnövekedett, azt mondjuk, hogy gyorsított mozgásról van szó; ha a sebesség csökken, akkor azt mondjuk, hogy ez egy retardált mozgás.

Az egyenletesen változó mozgás leírására szolgáló legfontosabb egyenletek a pozíció és sebesség óránkénti függvényei, ill. Torricelli egyenlet.

Pozícióidő funkció a MUV-hoz:

\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ vagy\ \triangle S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triangle S =S_F -S_0 \)

Óránkénti sebesség függvény a MUV-hoz:

\(V_F =V_0 + at\)

vagy

\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)

Torricelli egyenlet:

\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\háromszög S\)

◦ Egységes körkörös mozgás (MCU)

Az egyenletes körkörös mozgás a mozgás amelyben egy mozgó tárgy sebességének iránya folyamatosan változik úgy, hogy távolsága a tér egy pontjától állandó marad. Még ha egyenletes körmozgásnak is nevezzük, ez a mozgás felgyorsul, hiszen a körpálya leírásához centripetális gyorsulás szükséges.

A körkörös mozgás tanulmányozása során nagyszámú egyenlettel állunk szemben, és vannak: egyenletek, amelyek az elmozdulást és a skaláris sebességet számítják ki; szögmennyiségeket, például szögsebességet számító egyenletek; és végül egyenletek, amelyek e két típusú mennyiség összefüggését szolgálják. Tekintse meg a körkörös mozgás néhány legfontosabb egyenletét.

Az MCU szögsebessége:

\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)

vagy

\(ω = 2πf\)

vagy

\(ω = \frac{2π}T\)

A sebesség és a szögsebesség kapcsolata:

\(V = ωR\)

Gyakoriság és időszak:

\(f = \frac{1}T\)

\(T = \frac{1}f\)

◦ Egyenletesen változó körmozgás (MCUV)

Az egyenletesen változó körkörös mozgás a mozgás ami az egyenletes körmozgás valamivel általánosabb esete. Ebben a centripetális gyorsuláson kívül állandó szög- és tangenciális gyorsulások vannak, amelyek hatására a mobil szögsebessége egyenletesen változik. Ahogy az egyenletesen változó mozgásnál, úgy az MCUV vizsgálatánál is nagyon hasonló pozíció- és sebességfüggvényeket használunk óránként.

Az MCUV szöghelyzetének az óramutató járásával megegyező irányú függvénye:

\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)

Az MCUV szögsebességének órafüggvénye:

\(ω_F = ω_0 = \)

Lásd még:A kinematikai feladatok megoldásának technikái

→ Dinamika

A dinamika a klasszikus mechanika területe azokat az okokat vizsgálja, amelyek valamilyen mozgást eredményeztek. Ebben az értelemben vizsgáljuk a testre ható erőket, a mozgás mennyiségét, az energiát a forgási mozgásokhoz kapcsolódó mechanika, impulzusok és nagyságok, mint például a nyomaték és a nyomaték szögletes.

A dinamika középiskolai tanulmányozásának alapjait a Newton három törvénye. Ezek alapján levezetjük az alterület és a kinematika többi egyenletét is. Tekintse meg a dinamika tanulmányozása során használt legfontosabb képleteket:

Newton második törvénye:

\(F=m\cdot a\)

Nyomaték vagy erőnyomaték:

\(T=Fdsenθ\)

Lineáris impulzus vagy lineáris impulzus:

\(Q=mv\)

Szögnyomaték vagy szögnyomaték:

\(L=rQsenθ\)

Kinetikus energia:

\(E_c=\frac{mv^2}2\)

→ statikus

A statika a klasszikus mechanika területe kiterjesztett testekben vizsgálja az egyensúlyi feltételeket, azaz meghatározza, hogy az erők és nyomatékok mekkora mértéke vagy akár intenzitása legyen, hogy egy nem elhanyagolható méretű test egyensúlyban tudjon maradni. A statika tanulmányozásában a Newton-törvényeket széles körben alkalmazzák.

→ hidrosztatikus

A hidrosztatikus a klasszikus mechanika területe folyadékokat vizsgál statikus egyensúlyi körülmények között. Ebben tanulmányoztuk a fajlagos tömeget, a nyomást, a Stevin-elvet, a Pascal-tételt és az Archimedes-tételt.

→ Hidrodinamika

A hidrodinamika a klasszikus mechanika területe a mozgásban lévő folyadékokat vizsgálja, amikor nem nulla külső erőknek vannak kitéve. Ebben az áramlást, a folytonossági egyenletet és a Bernoulli-elvet tanulmányozzuk.

A klasszikus mechanika jelentősége

A klasszikus mechanikának több szempontból is nagy jelentősége van. Az alábbiakban kiemelünk néhány olyan megértést, amelyek csak a klasszikus mechanika kutatásával voltak lehetségesek:

Bolygók, műholdak és aszteroidák pályája, leírása az egyetemes gravitáció törvénye szerint Ez Kepler törvényei szerint.

A műhold pályán, mint példa arra, hogy mit lehet elérni a klasszikus mechanikával. — A klasszikus mechanika törvényei lehetővé teszik a műholdak pályára állításához szükséges sebesség és magasság kiszámítását.

A rakéták, golyók, darts és nyilak röppályája lövedékkilövési egyenletekkel magyarázható.
A folytonossági egyenlettel leírt folyadékáramlás, amely képes megmagyarázni a repülőgépek repülését, valamint azokat a hidrosztatikus helyzeteket, amelyekben a folyadékok nyugalomban vannak.
Egyszerű gépek, például ferde síkok, csigák, emelők, mérlegek, stb.
Az elektromosan töltött részecskék mozgáspályája elektromos és mágneses mezők hatására, mint az aurora borealis jelenségben.
A szabadesésben lévő testek, vagy akár a gravitáció hatására felgyorsult, de légellenállást elszenvedő testek.

Lásd még:Asztrofizika – a csillagászat azon ága, amely az Univerzum tanulmányozásával foglalkozik a fizika és a kémia törvényeinek alkalmazása révén

Klasszikus mechanika az Enemben

A fizika területei közül a klasszikus mechanika az, amely a legnagyobb mennyiségben van jelen az Enem-kérdésekben, ezért nagyon fontos, hogy képes legyen:

megértse a kinematikai egyenletek mögött rejlő jelentést, képes legyen összefüggésbe hozni azokat valós helyzetekkel, valamint grafikonjait;
a progresszív, regresszív, gyorsított és egységes mozgások azonosítása és osztályozása;
megérteni a referencia fogalmát, és megérteni, mi a relatív mozgás;
tudni, hogyan kell alkalmazni Newton három törvényét a legkülönbözőbb összefüggésekben;
ismeri a mechanikai, mozgási és potenciális energia fogalmát, és tudja, hogyan kell ezekkel a mennyiségekkel operálni;
ütközési számításokat végezni a lendület, valamint a mechanikai energia megmaradásának felhasználásával;
ismerje és értse a Kepler-törvények működését és kapcsolatát az egyetemes gravitáció törvényével;
megérteni, hogyan kell statikus egyensúlyi feltételeket alkalmazni olyan testekre, amelyek méretei nem elhanyagolhatók;
megérti a részecskék mozgásának okait és hatásait, és tudja, hogyan írja le ezeket egyenletek formájában.

Melyek a mechanika fő tanulmányi területei?

A mechanika Ez a fizika egyik nagy területe. Általában a következőkre oszlik:

Klasszikus mechanika: a mechanika egyik ága, amely a Földön a fénysebesség alatti folyadékokba merült testek mozgását és e mozgások okait vizsgálja. Ez a terület makroszkopikus helyzetekben alkalmazható ismeretére vonatkozik.
Kvantummechanika: a mechanika olyan ága, amely apró részecskék, például atomok és molekulák mozgását vizsgálja.

Relativisztikus mechanika: a mechanikának a fénysebességhez közeli sebességgel mozgó testek viselkedését vizsgáló ága. Felfedezéseiből fakad Albert Einstein fizikus.

Forrás

e-Física – Online fizikatanítás; USP – São Paulo Egyetem. mechanika. Elérhető: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? categoryid=132.

Írta: Rafael Helerbrock
fizika tanár

Szeretne hivatkozni erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:

HELERBROCK, Raphael. "Klasszikus mechanika"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Hozzáférés dátuma: 2023. augusztus 22.

Tudjon meg többet a gyorsulásról, tanulja meg kiszámítani, megértse fizikai jelentését, és nézzen meg példákat a megoldott gyakorlatokra.

Tudja, mi az a dimenzióelemzés, vagy nehézségei vannak ennek az eszköznek a használatával? Tekintse meg cikkünket, és tekintsen meg példákat és megoldott gyakorlatokat ebben a témában.

Nehézségei vannak a fizikában, és tippeket keres a Newton-törvényekre vonatkozó gyakorlatok megoldásához? Nyissa meg a szöveget, és nézzen meg néhány tippet az ilyen típusú gyakorlatok megoldásához, és tekintse meg a Newton-törvények alkalmazására vonatkozó megoldott gyakorlatokat.

Kattintson ide, hogy megtudja, mi a statikus, és megértse az olyan fogalmakat, mint a statikus egyensúly, nyomaték és tőkeáttétel. Ismerje a statika képleteit és alkalmazásaikat.

Tudod mi az erő? Értse meg a fogalmat, nézze meg a különböző típusú erőkre használt képleteket, és nézze meg, mi a kapcsolat az erők és a Newton-törvények között.

Tudjon meg többet a fizikáról, az egyik legrégebbi és legfontosabb tudományról, amely évszázadok során hozzájárult az emberiség tudományos és technológiai fejlődéséhez. A fizika olyan területekre oszlik, mint a mechanika, az elektromágnesesség, a termológia, az optika és a hullámok, amelyeknek megvannak a maguk alosztályai.

Ismerje meg az egyetemes gravitáció törvényét, amelyet Isaac Newton angol fizikus dolgozott ki. Összehasonlítja két test tömegének szorzatát a távolságuk négyzetének inverzével, hogy meghatározza a közöttük fennálló gravitációs vonzáserő intenzitását. Itt értsd meg a témát!

Ismerje meg a képletet, amely leírja ezt a fizikai mennyiséget.

Ismerje meg Newton törvényeit, és nézzen meg néhány megoldott példát, valamint a témával kapcsolatos gyakorlatokat, amelyek az Enemre esett.

Tudjon meg többet az egyenletes mozgásról, vagyis arról a mozgásról, amelyben a bútor egyenlő időközönként egyenlő tereken halad át. Tekintse meg a példákat és az egyenleteket!