קינמטיקה הוא הענף של מֵכָנִיקָה הלומד את תנועת הגופים מבלי לקחת בחשבון את מקור התנועה, שהיא נושא הדינמיקה. היא לומדת מושגים כמו עמדה, עקירה, התייחסות, מסלול, בין היתר.
תחום זה של לימודי פיזיקה מאפשר להשוות את התנועהבאופן זה ניתן לחזות את המיקום, המהירות או כל פרמטרים אחרים של תנועת רהיט ברגעים מאוחרים יותר מההווה.
ראה גם: נוסחאות, דוגמאות ותרגילים נפתרים אודות תנועה אחידה
מבוא לקינמטיקה
קינמטיקה היא אחד מענפי המכניקה, אזור הפיזיקה החוקר תנועה. מכניקה, בתורם, כוללת כתחומים עיקריים קינמטיקה, ה דִינָמִיקָה וה סטָטִי. קינמטיקה מתמקדת בחקר תנועת הגופים מבלי לקחת בחשבון את הגורמים לתנועה.
בין אם זה מסלול החלקיקים הקטנים או אפילו מסלולים פלנטריים, ניתן לתאר את כל התנועות המקרוסקופיות באמצעות משוואות של תנועה. משוואות אלה מתייחסות לכמויות כגון מיקום, מהירות ו- תְאוּצָה עם חלוף הזמן. כדי להבין אותם, עם זאת, הכרחי שנדע כמה מושגים פשוטים, אך חיוניים כדי להבין את תנועת הגופים.
יסודות הקינמטיקה
בואו נכיר כמה מושגים שהם בסיסיים בחקר קינמטיקה.
→ הפניה
הפניה זה המיקום בו נמצא הצופה. בדרך כלל הוא נבחר כמקור ל- a מטוס קרטזיאני. מההתייחסות נקבעים עמדות הדברים.
עבור אדם העומד ברחוב, למשל, מכונית עוברת במהירות של 60 קמ"ש, אולם עבור נהג הרכב המכונית עומדת במקום, מכיוון ששניהם נעים באותה מהירות.
→ תְנוּעָה
תנועה ומנוחה הם מושגיםקרוב משפחה בקינמטיקה. גוף יכול להיות בתנועה ביחס למסגרת ייחוס, אך נייח ביחס לאחר. לכן אנו אומרים שתנועה היא המצב בו מיקום הגוף משתנה, לאורך פרק זמן מסוים, ביחס למסגרת ייחוס.
→ מַסלוּל
מסלול הוא יְרוּשָׁהשל העמדותתפוס על ידי רהיט. יש מסלולים ישרים ועקמומיים או אפילו כאוטיים, במקרה של תנועת חלקיקים, למשל. צורת מסלול הגוף תלויה במסגרת התצפית.
כשאנחנו הולכים על חול החוף, למשל, העקבות שאנחנו משאירים הן תיעוד של העמדות בהן היינו ברגעים הקודמים, כך שניתן להבין אותן כמסלול.
אל תפסיק עכשיו... יש עוד אחרי הפרסום;)
→ נייד
בפיזיקה, נייד הוא כל גוף שמשנה את המיקום לאורך זמן.
→ נקודה חומרית
נקודה מהותית היא האיכות של כל רהיט שיכול להזניח את מידותיו בהשוואה למרחקים המכוסים. מטוס, למשל, יכול להיחשב כנקודה מהותית בנסיעה של 2000 ק"מ, אך שלה אי אפשר להזניח ממדים כשהוא מתמרן על הקרקע, שם הוא חוצה קטן מרחקים.
→ חלל שעבר
חלל שנסע הוא מדד אורך המסלול המתואר על ידי נווט; במילים אחרות, זה נוגע למרחק שהמובייל עבר.
→ תְזוּזָה
עקירה, בניגוד לחלל שעברנו, הוא גדולה וקטוריתכפי שהוא מציג מודול, כיוון וכיוון. עקירה היא ההבדל בין עמדות הסוף וההתחלה של מהלך. בשביל סגור העקירה היא אפסית.
ראה גם:כיצד לפתור תרגילים על חוקי ניוטון?
תרגילים נפתרים בנושא קינמטיקה
שאלה 1 - (IFSC) היום אנו יודעים שכדור הארץ מסתובב סביב השמש (מערכת הליוצנטרית), בדיוק כמו כל שאר כוכבי הלכת במערכת השמש שלנו. אך בעת העתיקה, האדם האמין שהוא מרכז היקום, עד כדי כך שהוא ראה את כדור הארץ כמרכז המערכת הפלנטרית (מערכת גיאוצנטרית). שיקול זה התבסס על תצפיות יומיומיות, כאשר אנשים צפו בשמש סובבת סביב כדור הארץ.
נכון לקבוע כי האדם הקדמון הגיע למסקנה כי השמש סובבה סביב כדור הארץ בשל העובדה כי:
א) ראה את השמש כמסגרת ההתייחסות שלה.
ב) ראה את כדור הארץ כמסגרת ההתייחסות שלו.
ג) שכח לאמץ מערכת הפניות.
ד) ראה את הירח כמסגרת ההתייחסות שלו.
ה) החשיב את הכוכבים כמסגרת ההתייחסות שלהם.
פתרון הבעיה:
תצפיות אסטרונומיות קדומות התחשבו בכדור הארץ כנקודת ייחוס. מסיבה זו, היה טבעי להסיק כי השמש סובבה סביב כדור הארץ. האלטרנטיבה הנכונה היא האות ב '.
שאלה 2 -(CFT-MG) על מושגי ההתייחסות, המיקום, המהירות והתאוצה, המהווים יסוד לחקר התנועות במדע, נאמר נכון כי המושג:
א) מיקום משויך למיקום במסלול ואינו תלוי במסגרת ההתייחסות המאומצת.
ב) הפניה קשורה למהירות ולערך התאוצה של האובייקט הנע.
ג) המהירות קשורה לשינוי העמדה ואינה תלויה בהתייחסות המאומצת.
ד) האצה קשורה לשינוי בערך המהירות שנמדד במסגרת ייחוס נתונה.
פתרון הבעיה:
האצה היא מדד לשינוי המהירות בפרק זמן נתון, ולכן האלטרנטיבה הנכונה היא האות ד '.
מאת רפאל הלרברוק
מורה לפיזיקה
