Klassisk mekanikk er et underområde av mekanikk dedikert til studiet av bevegelsene til kropper på jorden og nedsenket i væsker under lysets hastighet og årsakene til disse bevegelsene. Klassisk mekanikk er hovedsakelig delt inn i områdene kinematikk, dynamikk, statikk, hydrostatikk og hydrodynamikk. Studiet i klassisk mekanikk er av stor betydning for et stort spekter av yrker, i tillegg til å være det mest etterspurte fysikkinnholdet i den nasjonale videregående eksamen (Enem).
Les også: Moderne fysikk - fysikkfeltet som dukket opp for å forklare noen konsepter som klassisk mekanikk ikke kunne forklare
Emner i denne artikkelen
- 1 - Sammendrag av klassisk mekanikk
- 2 - Hva studerer klassisk mekanikk?
-
3 - Hovedområder i klassisk mekanikk
- → Kinematikk
- → Dynamikk
- → Statisk
- → Hydrostatisk
- → Hydrodynamikk
- 4 - Viktigheten av klassisk mekanikk
- 5 - Klassisk mekanikk i Enem
- 6 - Hva er hovedområdene for studiet i mekanikk?
Abstrakt om klassisk mekanikk
Klassisk mekanikk er et underfelt av mekanikk, et av hovedområdene innen fysikk.
Hun studerer bevegelsene til kropper på jorden og nedsenket i væsker under lysets hastighet og årsakene til disse bevegelsene.
Hovedområdene for studiet av klassisk mekanikk er kinematikk, dynamikk, statikk, hydrostatikk og hydrodynamikk.
Kinematikk studerer situasjonene som oppstår fra det øyeblikket en kropp starter sin bevegelsestilstand.
Dynamics studerer årsakene som ga opphav til en viss bevegelse.
Statikk studerer forholdene for likevekt i utvidede legemer.
Hydrostatikk studerer væsker under forhold med statisk likevekt.
Hydrodynamikk studerer væsker i bevegelse når de utsettes for ytre krefter som ikke er null.
De tre hovedområdene innen mekanikk er klassisk mekanikk, kvantemekanikk og relativistisk mekanikk.
Klassisk mekanikk er fysikkinnholdet som faller mest i Enem.
Hva studerer klassisk mekanikk?
Klassisk mekanikk studerer bevegelsene til kropper på jorden og nedsenket i væsker under lysets hastighet, i tillegg til årsakene til disse bevegelsene. Det er vanligvis delt inn i kinematikk, dynamikk, statikk, hydrostatikk og hydrodynamikk.
Hovedområder for studier i klassisk mekanikk
→ Kinematikk
Kinematikk er området for klassisk mekanikk som studerer kroppens bevegelser uten å ta hensyn til årsakene til denne bevegelsen. Med andre ord studeres situasjoner som oppstår fra det øyeblikket en kropp starter sin bevegelsestilstand. Innenfor omfanget av kinematikk, som er sett på videregående skole, studeres bevegelsestypene som vi vil se nedenfor.
Ikke stopp nå... Det er mer etter publisiteten ;)
◦ Uniform motion (MU)
Ensartet bevegelse er bevegelsen hvor hastigheten til et legeme er konstant, beveger seg bare i en rett linje. Hovedligningen som brukes for studiet av jevn bevegelse er timefunksjonen til posisjon.
Posisjonstidsfunksjon for MU:
\(S_F =S_0 + vt\ eller\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ Uniformly Varied Motion (MUV)
Ensartet variert bevegelse er bevegelsen hvor hastigheten til et legeme endres med konstante hastigheter. I tilfellet hvor bevegelsen får økt hastighet, sier vi at det er en akselerert bevegelse; hvis hastigheten avtar, sier vi at det er en retardert bevegelse.
De viktigste ligningene for å beskrive jevnt variert bevegelse er timefunksjonene posisjon og hastighet og Torricellis ligning.
Posisjonstidsfunksjon for MUV:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ eller\ \triangle S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triangle S =S_F -S_0 \)
Time-hastighetsfunksjon for MUV:
\(V_F =V_0 + at\)
eller
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
Torricellis ligning:
\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\trekant S\)
◦ Ensartet sirkulær bevegelse (MCU)
Ensartet sirkulær bevegelse er bevegelsen hvor hastighetsretningen til et objekt i bevegelse hele tiden endres slik at avstanden fra et punkt i rommet forblir konstant. Selv om den kalles ensartet sirkulær bevegelse, akselereres denne bevegelsen, siden for å beskrive en sirkulær bane, er eksistensen av en sentripetalakselerasjon nødvendig.
I studiet av sirkulær bevegelse står vi overfor et stort antall ligninger, og det er: ligninger som beregner forskyvning og skalarhastighet; ligninger som beregner vinkelstørrelser, for eksempel vinkelhastighet; og til slutt ligninger som tjener til å relatere disse to typene mengder. Sjekk ut noen av de viktigste ligningene for sirkulær bevegelse.
Vinkelhastighet for MCU:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
eller
\(ω = 2πf\)
eller
\(ω = \frac{2π}T\)
Forholdet mellom hastighet og vinkelhastighet:
\(V = ωR\)
Frekvens og periode:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ Uniformly Varied Circular Motion (MCUV)
Ensartet variert sirkulær bevegelse er bevegelsen som er et litt mer generelt tilfelle av jevn sirkulær bevegelse. I den, i tillegg til en sentripetalakselerasjon, er det konstante vinkel- og tangentielle akselerasjoner, som gjør at vinkelhastigheten til mobilen varierer jevnt. Som vi gjør i jevnt variert bevegelse, i studiet av MCUV bruker vi svært like posisjon og hastighet timefunksjoner.
Funksjon med klokken til vinkelposisjonen til MCUV:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
Timefunksjon av vinkelhastigheten til MCUV:
\(ω_F = ω_0 = ved \)
Se også:Teknikker for å løse kinematikkøvelser
→ Dynamikk
Dynamikk er området for klassisk mekanikk som studerer årsakene som ga opphav til en viss bevegelse. I denne forstand studerer vi kreftene som virker på en kropp, bevegelsesmengdene, energien mekanikk, impuls og størrelser knyttet til rotasjonsbevegelser, som dreiemoment og moment kantete.
Grunnlaget for studiet av dynamikk i videregående skole er Newtons tre lover. Basert på dem utledes de andre ligningene for delområdet og også for kinematikk. Sjekk ut noen av de viktigste formlene som brukes i studiet av dynamikk:
Newtons andre lov:
\(F=m\cdot a\)
Moment eller moment av en kraft:
\(T=Fdsenθ\)
Lineært momentum eller lineært momentum:
\(Q=mv\)
Vinkelmoment eller vinkelmoment:
\(L=rQsenθ\)
Kinetisk energi:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ statisk
Statikk er området for klassisk mekanikk som studerer likevektsforholdene i utvidede kropper, det vil si at det bestemmer hvilke mål eller til og med intensiteten av krefter og dreiemomenter skal være slik at en kropp med ikke-ubetydelige dimensjoner kan forbli i likevekt. I studiet av statikk er Newtons lover mye brukt.
→ hydrostatisk
Den hydrostatiske er området for klassisk mekanikk som studerer væsker under forhold med statisk likevekt. I den studerer vi spesifikk masse, trykk, Stevins prinsipp, Pascals teorem og Archimedes' teorem.
→ Hydrodynamikk
Hydrodynamikk er området for klassisk mekanikk som studerer væsker i bevegelse når de utsettes for ytre krefter som ikke er null. I den studerer vi flyt, kontinuitetsligning og Bernoullis prinsipp.
Viktigheten av klassisk mekanikk
Klassisk mekanikk har stor betydning i flere aspekter. Nedenfor fremhever vi noen forståelser som bare var mulig gjennom forskning i klassisk mekanikk:
Banene til planeter, satellitter og asteroider, beskrevet etter loven om universell gravitasjon Det er etter Keplers lover.
Banen til raketter, kuler, piler og piler forklart ved hjelp av prosjektilavskytningsligninger.
Strømmen av væsker, beskrevet av kontinuitetsligningen, i stand til å forklare flyvningen til fly, så vel som de hydrostatiske situasjonene der væskene er i ro.
Betjening av enkle maskiner, som skråplan, trinser, taljer, vekter, etc.
Banen til elektrisk ladede partikler som beveger seg under påvirkning av elektriske og magnetiske felt, som i fenomenet nordlys.
Leger i fritt fall eller til og med kropper som faller akselerert av tyngdekraften, men lider av luftmotstand.
Se også:Astrofysikk - grenen av astronomi dedikert til studiet av universet gjennom anvendelser av fysikk- og kjemilovene
Klassisk mekanikk i Enem
Blant alle fysikkområdene er klassisk mekanikk den som er til stede i størst mengde i Enem-spørsmålene, så det er av stor betydning at du er i stand til å:
forstå betydningen bak kinematiklikningene, være i stand til å relatere dem til virkelige situasjoner, så vel som deres grafer;
identifisere og klassifisere progressive, regressive, akselererte og ensartede bevegelser;
forstå referansebegrepet og forstå hva relative bevegelser er;
vite hvordan man kan anvende Newtons tre lover i de mest forskjellige sammenhenger;
forstå begrepet mekanisk, kinetisk og potensiell energi og vite hvordan man opererer med disse mengdene;
foreta kollisjonsberegninger ved bruk av momentum samt bevaring av mekanisk energi;
kjenne til og forstå funksjonen til Keplers lover og deres forhold til loven om universell gravitasjon;
forstå hvordan statiske likevektsforhold bør brukes på kropper hvis dimensjoner ikke kan neglisjeres;
forstå årsaker og virkninger av partikkelbevegelser og vite hvordan de skal beskrives i form av ligninger.
Hva er de viktigste studieområdene i mekanikk?
Mekanikken Det er et av de store områdene innen fysikk. Det er vanligvis delt inn i:
Klassisk mekanikk: en gren av mekanikk som studerer bevegelsene til kropper på jorden og nedsenket i væsker under lysets hastighet og årsakene til disse bevegelsene. Det knytter seg til kunnskap om området som er anvendelig for makroskopiske situasjoner.
Kvantemekanikk: en gren av mekanikk som studerer bevegelsen til små partikler, som atomer og molekyler.
Relativistisk mekanikk: en gren av mekanikk som studerer oppførselen til kropper som beveger seg med hastigheter nær lysets hastighet. Det stammer fra oppdagelsene av fysiker Albert Einstein.
Kilde
e-Física – Online fysikkundervisning; USP – Universitetet i São Paulo. mekanikk. Tilgjengelig i: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? kategoriid=132.
Av Rafael Helerbrock
Fysikklærer
Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:
HELERBROCK, Raphael. "Klassisk mekanikk"; Brasil skole. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Åpnet 22. august 2023.
Lær mer om hva akselerasjon er, lær hvordan du beregner det, forstå dens fysiske betydning og sjekk ut eksempler på løste øvelser.
Vet du hva dimensjonsanalyse er eller har du problemer med å bruke dette verktøyet? Sjekk ut artikkelen vår og se eksempler og løste øvelser om dette emnet.
Har du problemer med fysikk og leter etter tips om hvordan du løser øvelser om Newtons lover? Få tilgang til teksten og sjekk ut noen tips om hvordan du løser denne typen øvelser og se løste oppgaver om anvendelser av Newtons lover.
Klikk her for å lære hva statisk er og forstå konsepter som statisk balanse, dreiemoment og innflytelse. Kjenne til formlene for statikk og deres anvendelser.
Vet du hva styrke er? Forstå konseptet, sjekk ut formlene som brukes for ulike typer kraft, og se hva forholdet er mellom krefter og Newtons lover.
Lær mer om fysikk, en av de eldste og viktigste vitenskapene som har bidratt gjennom århundrene til menneskehetens vitenskapelige og teknologiske utvikling. Fysikk er delt inn i områder som mekanikk, elektromagnetisme, termologi, optikk og bølger, som har sine egne underavdelinger.
Lær om loven om universell gravitasjon, som ble utviklet av den engelske fysikeren Isaac Newton. Den relaterer produktet av massen til to kropper med inversen av kvadratet av avstanden deres for å bestemme intensiteten til gravitasjonskraften som eksisterer mellom dem. Kom og forstå temaet her!
Kjenn formelen som beskriver denne fysiske mengden.
Forstå Newtons lover og sjekk ut noen løste eksempler, samt øvelser om dette emnet som falt på Enem.
Lær mer om jevn bevegelse, det vil si bevegelse der møblene beveger seg gjennom like rom med like tidsintervaller. Sjekk ut eksempler og ligninger!
Kleint
Slangen tilpasset fra engelsk brukes til å betegne noen som blir sett på som klebrig, skammelig, utdatert og ute av moten.
Folkloredagen feires i dag, 22. august, i Brasil og rundt om i verden. Lærere forklarer...
Møt Eris, den nye varianten av covid-19. Se dine symptomer, risikoer og også måter å holde deg trygg på.
Tross alt, hva er en kaldfront? Klikk her, forstå hvordan kalde fronter dannes og finn ut...
