Klasická mechanika je podoblasť Mechaniky, ktorá sa venuje štúdiu pohybov telies na Zemi a ponorených do tekutín pod rýchlosťou svetla a príčinám týchto pohybov. Klasická mechanika sa delí najmä na oblasti kinematiky, dynamiky, statiky, hydrostatiky a hydrodynamiky. Štúdium klasickej mechaniky má veľký význam pre veľké množstvo profesií, okrem toho je najžiadanejším obsahom fyziky v rámci národnej strednej školy (Enem).
Prečítajte si tiež: Moderná fyzika - oblasť fyziky, ktorá sa objavila na vysvetlenie niektorých pojmov, ktoré klasická mechanika nedokázala vysvetliť
Témy tohto článku
- 1 - Zhrnutie klasickej mechaniky
- 2 - Čo študuje klasická mechanika?
-
3 - Hlavné oblasti štúdia klasickej mechaniky
- → Kinematika
- → Dynamika
- → Statické
- → Hydrostatický
- → Hydrodynamika
- 4 - Význam klasickej mechaniky
- 5 - Klasická mechanika v Enem
- 6 - Aké sú hlavné oblasti štúdia mechaniky?
Abstrakt o klasickej mechanike
Klasická mechanika je podobor mechaniky, jednej z hlavných oblastí fyziky.
Študuje pohyby telies na Zemi a ponorených do tekutín pod rýchlosťou svetla a príčiny týchto pohybov.
Hlavnými oblasťami štúdia klasickej mechaniky sú kinematika, dynamika, statika, hydrostatika a hydrodynamika.
Kinematika študuje situácie, ktoré nastanú od okamihu, keď telo začne svoj stav pohybu.
Dynamika študuje príčiny, ktoré vyvolali nejaký pohyb.
Statika študuje podmienky rovnováhy v rozšírených telesách.
Hydrostatika študuje tekutiny v podmienkach statickej rovnováhy.
Hydrodynamika študuje tekutiny v pohybe, keď sú vystavené nenulovým vonkajším silám.
Tri hlavné oblasti mechaniky sú klasická mechanika, kvantová mechanika a relativistická mechanika.
Klasická mechanika je obsah fyziky, ktorý najviac patrí do Enema.
Čo študuje klasická mechanika?
Klasická mechanika študuje okrem príčin týchto pohybov aj pohyby telies na Zemi a ponorených do tekutín pod rýchlosťou svetla. Zvyčajne sa delí na kinematiku, dynamiku, statiku, hydrostatiku a hydrodynamiku.
Hlavné oblasti štúdia klasickej mechaniky
→ Kinematika
Kinematika je oblasť klasickej mechaniky, ktorá študuje pohyb telies bez toho, aby bral do úvahy príčiny tohto pohybu. Inými slovami, študujú sa situácie, ktoré nastanú od okamihu, keď teleso začne svoj stav pohybu. V rámci kinematiky, ktorá je videná na strednej škole, sa študujú typy pohybu, ktoré uvidíme nižšie.
Neprestávaj teraz... Po publicite je toho viac ;)
◦ Rovnomerný pohyb (MU)
Rovnomerný pohyb je pohyb kde je rýchlosť telesa konštantná, pohybuje sa len v priamom smere. Hlavnou rovnicou používanou na štúdium rovnomerného pohybu je hodinová funkcia polohy.
Funkcia času polohy pre MU:
\(S_F =S_0 + vt\ alebo\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ Rovnomerne variabilný pohyb (MUV)
Rovnomerne premenlivý pohyb je pohyb kde sa rýchlosť telesa mení konštantnou rýchlosťou. V prípade, že má pohyb zvýšenú rýchlosť, hovoríme, že ide o zrýchlený pohyb; ak rýchlosť klesá, hovoríme, že ide o retardovaný pohyb.
Najdôležitejšie rovnice na opis rovnomerne premenlivého pohybu sú hodinové funkcie polohy a rýchlosti a Torricelliho rovnica.
Funkcia času polohy pre MUV:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ alebo\ \trojuholník S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \trojuholník S =S_F -S_0 \)
Hodinová funkcia rýchlosti pre MUV:
\(V_F =V_0 + at\)
alebo
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
Torricelliho rovnica:
\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\trojuholník S\)
◦ Rovnomerný kruhový pohyb (MCU)
Rovnomerný kruhový pohyb je pohyb v ktorom sa smer rýchlosti pohybujúceho sa objektu neustále mení, takže jeho vzdialenosť od bodu v priestore zostáva konštantná. Aj keď sa nazýva rovnomerný kruhový pohyb, tento pohyb je zrýchlený, pretože na opísanie kruhovej trajektórie je nevyhnutná existencia dostredivého zrýchlenia.
Pri štúdiu kruhového pohybu sa stretávame s veľkým počtom rovníc a existujú: rovnice, ktoré počítajú posun a skalárnu rýchlosť; rovnice, ktoré počítajú uhlové veličiny, ako je uhlová rýchlosť; a nakoniec rovnice, ktoré slúžia na spojenie týchto dvoch typov veličín. Pozrite sa na niektoré z najdôležitejších rovníc kruhového pohybu.
Uhlová rýchlosť pre MCU:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
alebo
\(ω = 2πf\)
alebo
\(ω = \frac{2π}T\)
Vzťah medzi rýchlosťou a uhlovou rýchlosťou:
\(V = ωR\)
Frekvencia a obdobie:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ Rovnomerne premenlivý kruhový pohyb (MCUV)
Rovnomerne premenlivý kruhový pohyb je pohyb čo je trochu všeobecnejší prípad rovnomerného kruhového pohybu. V ňom okrem dostredivého zrýchlenia existujú konštantné uhlové a tangenciálne zrýchlenia, ktoré spôsobujú, že uhlová rýchlosť mobilu sa rovnomerne mení. Ako to robíme pri rovnomerne premenlivom pohybe, aj pri štúdiu MCUV používame celkom podobné hodinové funkcie polohy a rýchlosti.
Funkcia uhlovej polohy MCUV v smere hodinových ručičiek:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
Hodinová funkcia uhlovej rýchlosti MCUV:
\(ω_F = ω_0 = pri \)
Pozri tiež:Techniky riešenia kinematických cvičení
→ Dynamika
Dynamika je oblasť klasickej mechaniky, ktorá študuje príčiny, ktoré vyvolali nejaký pohyb. V tomto zmysle študujeme sily, ktoré pôsobia na teleso, množstvo pohybu, energiu mechanika, impulz a veličiny súvisiace s rotačnými pohybmi, ako je krútiaci moment a moment hranatý.
Základy štúdia dynamiky na strednej škole sú Newtonove tri zákony. Na ich základe sú odvodené ďalšie rovnice podoblasti a tiež kinematiky. Pozrite si niektoré z najdôležitejších vzorcov používaných pri štúdiu dynamiky:
Druhý Newtonov zákon:
\(F=m\cdot a\)
Krútiaci moment alebo moment sily:
\(T=Fdsenθ\)
Lineárna hybnosť alebo lineárna hybnosť:
\(Q=mv\)
Uhlová hybnosť alebo uhlová hybnosť:
\(L=rQsenθ\)
Kinetická energia:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ statické
Statika je oblasť klasickej mechaniky, ktorá študuje podmienky rovnováhy v predĺžených telách, teda určuje, aké miery alebo aj intenzita síl a krútiacich momentov má byť, aby teleso nezanedbateľných rozmerov mohlo zostať v rovnováhe. Pri štúdiu statiky sa široko používajú Newtonove zákony.
→ hydrostatický
Hydrostatický je oblasť klasickej mechaniky, ktorá študuje tekutiny v podmienkach statickej rovnováhy. Študovali sme v nej špecifickú hmotnosť, tlak, Stevinov princíp, Pascalovu vetu a Archimedovu vetu.
→ Hydrodynamika
Hydrodynamika je oblasť klasickej mechaniky, ktorá študuje tekutiny v pohybe, keď sú vystavené nenulovým vonkajším silám. Študujeme v ňom prúdenie, rovnicu kontinuity a Bernoulliho princíp.
Význam klasickej mechaniky
Klasická mechanika má veľký význam v niekoľkých aspektoch. Nižšie uvádzame niektoré pochopenia, ktoré boli možné len prostredníctvom výskumu klasickej mechaniky:
Popísané dráhy planét, satelitov a asteroidov podľa zákona univerzálnej gravitácie to je podľa Keplerovych zákonov.
Trajektória rakiet, striel, šípok a šípok vysvetlená pomocou rovníc vypúšťania projektilov.
Prúdenie tekutín, popísané rovnicou kontinuity, schopné vysvetliť let lietadiel, ako aj hydrostatické situácie, v ktorých sú tekutiny v pokoji.
Obsluha jednoduchých strojov, ako sú naklonené roviny, kladky, kladkostroje, váhy atď.
Trajektória elektricky nabitých častíc pohybujúcich sa pôsobením elektrických a magnetických polí, ako pri fenoméne polárnej žiary.
Telesá vo voľnom páde alebo aj telesá, ktoré padajú zrýchlené gravitáciou, ale trpia pôsobením odporu vzduchu.
Pozri tiež:Astrofyzika — odbor astronómie venovaný štúdiu vesmíru prostredníctvom aplikácie zákonov fyziky a chémie
Klasická mechanika v Enem
Spomedzi všetkých oblastí fyziky je klasická mechanika tou, ktorá je najviac prítomná v otázkach Enem, takže je veľmi dôležité, aby ste boli schopní:
rozumieť významu kinematických rovníc, vedieť ich prepojiť s reálnymi situáciami, ako aj ich grafmi;
identifikovať a klasifikovať progresívne, regresívne, zrýchlené a rovnomerné pohyby;
porozumieť pojmu referencie a pochopiť, čo sú relatívne pohyby;
vedieť, ako aplikovať tri Newtonove zákony v najrôznejších kontextoch;
rozumieť pojmu mechanická, kinetická a potenciálna energia a vedieť s týmito veličinami pracovať;
robiť výpočty kolízie s využitím hybnosti, ako aj zachovania mechanickej energie;
poznať a pochopiť fungovanie Keplerovych zákonov a ich vzťah so zákonom univerzálnej gravitácie;
pochopiť, ako by sa mali aplikovať podmienky statickej rovnováhy na telesá, ktorých rozmery nemožno zanedbať;
rozumieť príčinám a následkom pohybu častíc a vedieť ich opísať vo forme rovníc.
Aké sú hlavné oblasti štúdia mechaniky?
Mechanika Je to jedna z veľkých oblastí fyziky. Bežne sa delí na:
Klasická mechanika: odbor mechaniky, ktorý študuje pohyby telies na Zemi a ponorených do tekutín pod rýchlosťou svetla a príčiny týchto pohybov. Týka sa znalosti oblasti, ktorá je aplikovateľná na makroskopické situácie.
Kvantová mechanika: odbor mechaniky, ktorý študuje pohyb malých častíc, ako sú atómy a molekuly.
Relativistická mechanika: odvetvie mechaniky, ktoré študuje správanie telies pohybujúcich sa rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla. Vyplýva to z objavov fyzik Albert Einstein.
Zdroj
e-Física – online vyučovanie fyziky; USP – Univerzita v São Paule. mechanika. Dostupné v: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? categoryid=132.
Od Rafaela Helerbrocka
Učiteľ fyziky
Chceli by ste na tento text odkazovať v školskej alebo akademickej práci? Pozri:
HELERBROCK, Rafael. "Klasická mechanika"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Prístupné 22. augusta 2023.
Zistite viac o tom, čo je zrýchlenie, naučte sa ho vypočítať, pochopte jeho fyzikálny význam a pozrite si príklady vyriešených cvičení.
Viete, čo je rozmerová analýza, alebo máte problémy s používaním tohto nástroja? Pozrite si náš článok a pozrite si príklady a vyriešené cvičenia na túto tému.
Máte problémy s fyzikou a hľadáte tipy, ako riešiť cvičenia z Newtonových zákonov? Vstúpte do textu a pozrite si niekoľko tipov, ako vyriešiť tento typ cvičenia, a pozrite si vyriešené cvičenia o aplikáciách Newtonových zákonov.
Kliknite sem, aby ste sa dozvedeli, čo je statika a porozumeli pojmom ako statická rovnováha, krútiaci moment a páka. Poznať vzorce statiky a ich aplikácie.
Vieš čo je sila? Pochopte tento koncept, pozrite sa na vzorce používané pre rôzne typy síl a zistite, aký je vzťah medzi silami a Newtonovými zákonmi.
Zistite viac o fyzike, jednej z najstarších a najdôležitejších vied, ktorá v priebehu storočí prispela k vedeckému a technologickému rozvoju ľudstva. Fyzika sa delí na oblasti ako mechanika, elektromagnetizmus, termológia, optika a vlny, ktoré majú svoje vlastné pododdelenia.
Prečítajte si o zákone univerzálnej gravitácie, ktorý vyvinul anglický fyzik Isaac Newton. Dáva do vzťahu súčin hmotnosti dvoch telies s prevrátenou hodnotou štvorca ich vzdialenosti, aby sa určila intenzita gravitačnej príťažlivej sily, ktorá medzi nimi existuje. Poďte pochopiť tému tu!
Poznať vzorec, ktorý popisuje túto fyzikálnu veličinu.
Pochopte Newtonove zákony a pozrite si niektoré vyriešené príklady, ako aj cvičenia na túto tému, ktoré padli na Enema.
Získajte viac informácií o rovnomernom pohybe, to znamená o pohybe, pri ktorom sa nábytok pohybuje cez rovnaké priestory v rovnakých časových intervaloch. Pozrite si príklady a rovnice!
Krčiť sa
Slang upravený z angličtiny sa používa na označenie niekoho, kto je považovaný za nevkusného, hanebného, zastaraného a nemoderného.
Deň folklóru sa dnes, 22. augusta, oslavuje v Brazílii a na celom svete. Učitelia vysvetľujú...
Zoznámte sa s Eris, novým variantom COVID-19. Pozrite si svoje príznaky, riziká a tiež spôsoby, ako zostať v bezpečí.
Koniec koncov, čo je studený front? Kliknite sem, pochopte, ako vznikajú studené fronty a zistite...
