Cinematica: concept și formule

În domeniul mecanicii fizicii, cinematica studiază și descrie mișcarea corpurilor fără a se îngrijora de cauzele deplasării.

Prin cinematică este posibil să se clasifice și să se compare mișcările, în timp ce motivul apariției este abordat în Dynamics.

concepte fundamentale

Vezi mai jos câteva concepte importante în studiul cinematicii.

Referențial: punct care determină dacă obiectul este în mișcare sau în repaus.
Circulaţie: schimbarea poziției pentru a vă apropia sau a vă îndepărta de cadrul de referință.
odihnă: când poziția unui obiect nu se schimbă în raport cu un cadru de referință.
Traiectorie: linie care determină diferitele poziții ale obiectului în timp.
Deplasare: distanța parcursă între spațiul inițial și final al traiectoriei.
punct material: corp ale cărui dimensiuni nu interferează cu studiul mișcării.
corp lung: corp ale cărui dimensiuni sunt importante pentru înțelegerea mișcării.

Exemplu: Un băiat din interiorul unei mașini este considerat A și se deplasează spre dreapta spre referința B, ceea ce corespunde unei fete care stă lângă trecerea de pietoni.

instagram story viewer

Deoarece B este referențial, spunem că A este în mișcare în raport cu B, adică face o traiectorie, deoarece distanța de la B variază în funcție de timp. Rețineți că mișcarea efectuată de un corp depinde de cadrul de referință adoptat.

Tipul de cale clasifică mișcarea drept dreaptă, atunci când mișcarea se efectuează pe o linie dreaptă sau curbiliniară, atunci când mișcarea se efectuează pe o cale curbată.

Formule cinematice

viteza medie

Viteza cu care mișcarea este efectuată de un corp se numește viteza medie, care poate fi calculat folosind următoarea formulă:

$dreaptă V cu dreaptă m spațiu de indice egal cu spațiul numărătorului ΔS peste spațiul numitorului Δt sfârșitul fracției egal cu spațiul de poziție al numărătorului spațiu final minus poziție spațiu spațiu inițial peste spațiu numitor timp spațiu final minus spațiu timp spațiu inițial sfârșit de fracțiune$

Termenii inițiali și finali corespund perioadei de numărare a timpului, indiferent dacă mașina a fost oprită pentru o perioadă de timp sau dacă a existat o variație a vitezei de-a lungul traseului.

În sistemul internațional (SI), unitatea de viteză medie este metrul pe secundă (m / s).

Vezi și tu: Formule cinematice

accelerare scalara medie

În timp, viteza unui corp se poate schimba pe măsură ce se mișcă. Accelerarea unui corp face ca variația vitezei în timpul unei călătorii să crească sau să scadă într-o anumită perioadă de timp.

Iată formula pentru calcularea accelerației:

$dreapta a cu dreapta m spațiu de indice egal cu spațiu numărător Δv peste spațiu numitor Δt sfârșitul fracției egal cu spațiul vitezei numărătorului spațiu final minus viteză spațială spațiu inițial peste numitor spațiu timp spațiu final mai puțin spațiu spațiu inițial sfârșit de fracțiune$

În sistemul internațional (SI), unitatea medie de accelerație este metrul pe secundă pătrat (m / sec.)²).

Vezi și tu: Accelerare

Mișcarea uniformă (MU)

Dacă în același interval de timp un corp parcurge întotdeauna aceeași distanță, mișcarea sa este clasificată ca uniformă. Prin urmare, viteza sa este constantă și diferită de zero pe parcurs.

La Mișcare rectilinie uniformă (MRU) viteza nu se schimbă pe o traiectorie luată în linie dreaptă.

Poziția corpului pe traiectorie poate fi calculată prin funcția de poziție orară:

spațiul drept S este egal cu spațiul drept S cu 0 spațiu de indice plus spațiul drept v. t drept

Unde,

S = poziția finală, în metri (m)
s₀ = poziția inițială, în metri (m)
v = viteza, în metri pe secundă (m / s)
t = timp, în secunde

Vezi și tu: Mișcarea uniformă

Mișcare Uniformă Varietată (MUV)

Dacă viteza variază cu cantități egale pe același interval de timp, mișcarea este caracterizată ca fiind uniform uniformă. Prin urmare, accelerația este constantă și diferită de zero.

O Mișcare rectilinie uniformă (MRUV) se caracterizează prin aceeași cantitate de accelerație ca și un corp liniar.

Prin ecuația vitezei orare este posibil să se calculeze viteza în funcție de timp.

spațiu drept V egal cu spațiul drept V cu 0 spațiu de indice plus spațiu drept a. t drept

Unde,

V = viteza finală, în metri pe secundă (m / s)
V₀ = viteza inițială, în metri pe secundă (m / s)
a = accelerație, în metri pe secundă pătrat (m / s²)
t = timp, în secunde

Poziția corpului în timpul traiectoriei poate fi calculată folosind următoarea ecuație:

drept S spațiu egal cu spațiu drept S cu 0 spațiu de indice plus spațiu drept v cu 0 spațiu drept de indice t plus spațiu drept a. drept t pătrat

Unde,

S = poziția finală, în metri (m)
s₀ = poziția inițială, în metri (m)
V₀ = viteza inițială, în metri pe secundă (m / s)
a = accelerație, în metri pe secundă pătrat (m / s²)
t = timp, în secunde

THE Ecuația Torricelli este folosit pentru a raporta viteza și spațiul traversat în mișcare uniform variată.

drept v spațiu pătrat egal cu spațiu drept v cu 0 indice cu 2 spațiu superindice plus spațiu 2 drept cu increment drept S

Unde,

V = viteza finală, în metri pe secundă (m / s)
V₀ = viteza inițială, în metri pe secundă (m / s)
a = accelerație, în metri pe secundă pătrat (m / s²)
increment drept S = spațiu parcurs, în metri (m)