Mekanika: kinematika, dinamika, dan statika

mekanika adalah area yang luas dari fisika yang berfokus pada belajardarigerakan dan beristirahat tubuh, apakah mereka berada di bawah tindakan atau tidak kekuatan. Mekanika dibagi menjadi beberapa bidang: kinematika, dinamikadan statis. Hampir semua gerakan yang terjadi dalam kehidupan kita sehari-hari dapat digambarkan dengan persamaan di bidang ini.

studi tentang mekanika sangat penting untuk sejumlah besar profesi, selain menjadi konten fisika yang paling banyak diminati di UjianNasionaldariPengajaranRata-rata (Dan lainnya). Beberapa profesional menanganinya setiap hari, seperti insinyurwarga sipil,insinyurahli agronomi,insinyurmekanika,insinyurhidrolik, arsitek,pilotdipesawat, fisik dan lain-lain.

Mekanika dibagi menjadi kinematika, dinamika dan statika.

Apa yang dipelajari mekanik?

Objek studi mekanika adalah gerakan, sehingga merupakan wilayah studi yang sangat luas. Di antara berbagai kemungkinan untuk dipelajari, kami menyoroti beberapa yang dikembangkan oleh penelitian di bidang mekanika:

Di orbit planet, satelit dan asteroid, dijelaskan oleh hukum gravitasi universal dan oleh hukum Kepler.

Hukum mekanika memungkinkan kita menghitung kecepatan dan ketinggian untuk menempatkan satelit ke orbit.

• ITU lintasandari roket, peluru, anak panah dan panah dijelaskan melalui persamaan peluncuran proyektil.

• HAI aliran fluida, dijelaskan oleh persamaan kontinuitas, mampu menjelaskan penerbangan pesawat serta situasinya hidrostatik, dimana fluida dalam keadaan diam.

• HAI operasi mesin sederhana, seperti bidang miring, katrol, kerekan, timbangan dll.

• ITU lintasan partikel bermuatan listrik bergerak di bawah aksi medan listrik dan magnetis, seperti dalam fenomena aurora borealis.

• tubuh di jatuh bebas atau bahkan benda yang jatuh dipercepat oleh gravitasi, tetapi mengalami aksi hambatan udara.

Lihatjuga:Pelajari cara menyelesaikan latihan kinematika

Saat belajar fisika, Anda mungkin menemukan istilah mekanikaklasik, istilah tersebut berkaitan dengan pengetahuan tentang area yang dapat diterapkan secara eksklusif untuk situasimakroskopik. Untuk kasus lain, yang memerlukan penjelasan tentang pergerakan partikel kecil, seperti: atom dan molekul, jenis mekanika lain yang digunakan, disebut mekanika kuantum.

Selain mekanika klasik dan mekanika kuantum, ada mekanika relativistik, cabang fisika yang berasal dari penemuan fisikawan Albert Einstein. Cabang mekanika ini mempelajari perilaku benda yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.

kinematika

kinematika adalah bidang mekanika yang mempelajari pergerakan benda tanpa memperhitungkan penyebab gerakan ini. Dengan kata lain, kita mempelajari situasi yang terjadi sejak tubuh mulai bergerak.

Dalam konteks kinematika, yang terlihat di sekolah menengah, jenis-jenis gerakan berikut dipelajari:

gerakan seragam

gerakan seragam adalah salah satu di mana kecepatan tubuh adalah konstan, bepergian hanya dalam garis lurus. Persamaan utama yang digunakan untuk mempelajari gerak beraturan adalah fungsi posisi per jam, ditunjukkan di bawah ini:

gerakan yang bervariasi secara merata

gerakan yang bervariasi secara merata adalah nama yang diberikan untuk jenis gerakan di mana kecepatan suatu benda berubah dengan laju konstan. Dalam kasus di mana kecepatan gerakannya meningkat, kita katakan itu adalah gerakandipercepat, jika kecepatan berkurang, kita katakan itu adalah gerakanterbelakang.

Di persamaan terpenting untuk deskripsi gerak bervariasi seragam adalah fungsi per jam dari posisi, kecepatan dan persamaan Torricelli, periksa masing-masing persamaan ini sekarang:

gerak melingkar beraturan

Gerakan melingkar adalah salah satu di mana arah kecepatan ponsel terus berubah, sehingga Anda jarak ke titik ruang tinggalkonstan. Meskipun disebut gerak melingkar beraturan, gerak ini adalah dipercepat, karena untuk menggambarkan lintasan melingkar, diperlukan adanya a percepatan sentripetal.

Dalam mempelajari gerak melingkar, kita menemukan sejumlah besar persamaan, sebagaimana adanya: persamaan yang menghitung pemindahan dan kecepatanmendaki; persamaan yang menghitung kehebatansudut, seperti kecepatansudut; dan, akhirnya, persamaan yang menghubungkan kedua jenis besaran ini.

Lihat beberapa yang paling penting persamaan gerak melingkar:

Kecepatan sudut ditentukan oleh frekuensi atau periode rotasi.

Kecepatan skalar ditentukan oleh produk dari kecepatan sudut dan jari-jari rotasi.

Frekuensi gerakan melingkar sesuai dengan kebalikan dari periodenya.

gerak melingkar bervariatif beraturan

GerakanBundarratabermacam-macam (MCUV) adalah kasus MCU yang sedikit lebih umum. Di dalamnya, selain a percepatansentripetal, ada percepatansudut dan tangensialkonstanta, yang menyebabkan kecepatan sudut mobil bervariasi secara seragam. Seperti yang kami lakukan dalam gerakan yang bervariasi secara seragam, dalam studi MCUV kami menggunakan fungsi posisi dan kecepatan per jam yang sangat mirip, lihat:

Rumus, mirip dengan MUV, dapat digunakan untuk menentukan posisi sudut.

Fungsi kecepatan sudut per jam untuk gerakan melingkar yang bervariasi secara seragam.

Lihat juga:Apa itu kerja mekanik?

Dinamika

Di dinamika penyebab yang memunculkan beberapa gerakan dipelajari. Dalam pengertian ini, kita mempelajari gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda, jumlah gerakan, energi mekanik, impuls dan besaran yang berhubungan dengan gerakan rotasi, seperti torsi ini adalah waktusudut.

Landasan kajian dinamika SMA adalah: tigahukumdiNewton, berdasarkan mereka, persamaan lain dari subarea diturunkan., dan juga dari kinematika. Lihat beberapa rumus terpenting yang digunakan dalam studi dinamika:

statis

Statika mempelajari kondisi keseimbangan dalam tubuhluas, yaitu, menentukan ukuran atau bahkan intensitas gaya dan torsi apa yang harus dilakukan agar benda dengan dimensi yang tidak dapat diabaikan dapat tetap berada dalam keseimbangan. Dalam studi statika, hukum Newton banyak digunakan.

Batuan yang ditunjukkan pada gambar berada dalam kondisi kesetimbangan statis

Mekanik di Enem

Di antara semua bidang fisika, mekanika adalah salah satu yang paling banyak hadir dalam masalah ENEM, jadi sangat penting bagi Anda untuk dapat:

• memahami HAI berarti di balik persamaan kinematika, mampu menghubungkannya dengan situasi nyata serta grafiknya;

• mengidentifikasi dan mengklasifikasikan gerakan progresif, regresif, dipercepat dan seragam;

• memahami konsep referensial dan memahami apa itu gerakan relatif;

• tahu cara melamar tiga hukum Newton dalam konteks yang paling berbeda;

• memahami konsep energi mekanik, kinetik dan potensial dan mengetahui cara mengoperasikan dengan besaran-besaran ini;

• melakukan perhitungan tabrakan menggunakan jumlah gerakan serta kekekalan energi mekanik;

• mengetahui dan memahami fungsinya Hukum Kepler dan hubungannya dengan hukum gravitasi universal;

• memahami bagaimana mereka harus diterapkan kondisi keseimbangan statis untuk benda yang dimensinya tidak dapat diabaikan;

• memahami sebab dan akibat gerakan partikel dan mengetahui bagaimana menggambarkannya dalam bentuk persamaan.

Lihat juga: Fisika nuklir - studi tentang partikel penyusun inti atom

Oleh Saya. Rafael Helerbrock