Klasična mehanika: področja študija, v Enem

protection click fraud

Klasična mehanika je podpodročje mehanike, namenjeno proučevanju gibanja teles na Zemlji in potopljenih v tekočine s hitrostjo pod svetlobo ter vzrokov za ta gibanja. Klasična mehanika je v glavnem razdeljena na področja kinematike, dinamike, statike, hidrostatike in hidrodinamike. Študij klasične mehanike je izjemnega pomena za ogromno poklicev, poleg tega pa je najbolj iskana vsebina fizike na državnem maturi (Enem).

Preberite tudi: Sodobna fizika — področje fizike, ki se je pojavilo, da bi razložilo nekatere koncepte, ki jih klasična mehanika ni mogla razložiti

Teme tega članka

1 - Povzetek klasične mehanike
2 - Kaj preučuje klasična mehanika?
3 - Glavna področja študija klasične mehanike
- → Kinematika
- → Dinamika
- → Statično
- → Hidrostatični
- → Hidrodinamika
4 - Pomen klasične mehanike
5 - Klasična mehanika v Enem
6 - Katera so glavna področja študija mehanike?

Povzetek klasične mehanike

Klasična mehanika je podpodročje mehanike, enega glavnih področij fizike.
Proučuje gibanje teles na Zemlji in potopljenih v tekočine s hitrostjo pod svetlobo ter vzroke teh gibanj.

instagram story viewer

Glavna področja študija klasične mehanike so kinematika, dinamika, statika, hidrostatika in hidrodinamika.
Kinematika preučuje situacije, ki se pojavijo od trenutka, ko telo začne svoje gibanje.
Dinamika preučuje vzroke, ki so povzročili neko gibanje.
Statika proučuje pogoje ravnovesja v razširjenih telesih.
Hidrostatika preučuje tekočine v pogojih statičnega ravnovesja.
Hidrodinamika proučuje tekočine v gibanju, ko so izpostavljene zunanjim silam, ki niso nič.
Tri glavna področja mehanike so klasična mehanika, kvantna mehanika in relativistična mehanika.
Klasična mehanika je vsebina fizike, ki najbolj spada v Enem.

Kaj preučuje klasična mehanika?

Klasična mehanika preučuje gibanje teles na Zemlji in v tekočinah s hitrostjo pod svetlobno hitrostjo ter vzroke za ta gibanja. Običajno jo delimo na kinematiko, dinamiko, statiko, hidrostatiko in hidrodinamiko.

Glavna področja študija klasične mehanike

→ Kinematika

Kinematika je področje klasične mehanike, ki proučuje gibanje teles, ne da bi upošteval vzroke tega gibanja. Z drugimi besedami, preučujejo se situacije, ki se pojavijo od trenutka, ko telo začne svoje gibanje. V okviru kinematike, ki se obravnava v srednji šoli, se preučujejo vrste gibanja, ki jih bomo videli v nadaljevanju.

Ne nehaj zdaj... Po reklami je več ;)

◦ Enakomerno gibanje (MU)

Enakomerno gibanje je gibanje kjer je hitrost telesa konstantna in se giblje le premočrtno. Glavna enačba, ki se uporablja za preučevanje enakomernega gibanja, je urna funkcija položaja.

Funkcija časa položaja za MU:

\(S_F =S_0 + vt\ ali\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)

◦ Enakomerno spremenljivo gibanje (MUV)

Enakomerno spremenljivo gibanje je gibanje kjer se hitrost telesa spreminja s stalnimi stopnjami. Če ima gibanje povečano hitrost, pravimo, da gre za pospešeno gibanje; če se hitrost zmanjša, pravimo, da gre za upočasnjeno gibanje.

Najpomembnejše enačbe za opisovanje enakomerno spremenljivega gibanja so urne funkcije položaja in hitrosti ter Torricellijeva enačba.

Funkcija časa položaja za MUV:

\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ ali\ \trikotnik S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \trikotnik S =S_F -S_0 \)

Urna funkcija hitrosti za MUV:

\(V_F =V_0 + at\)

\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)

Torricellijeva enačba:

\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\trikotnik S\)

◦ Enakomerno krožno gibanje (MCU)

Enakomerno krožno gibanje je gibanje pri kateri se smer hitrosti premikajočega se predmeta nenehno spreminja, tako da njegova oddaljenost od točke v prostoru ostaja nespremenjena. Tudi če se imenuje enakomerno krožno gibanje, je to gibanje pospešeno, saj je za opis krožne poti nujen centripetalni pospešek.

Pri proučevanju krožnega gibanja se soočamo z velikim številom enačb, med katerimi so: enačbe, ki računajo premik in skalarno hitrost; enačbe, ki izračunavajo kotne količine, kot je kotna hitrost; in končno enačbe, ki služijo povezovanju teh dveh vrst količin. Oglejte si nekaj najpomembnejših enačb krožnega gibanja.

Kotna hitrost za MCU:

\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)

\(ω = 2πf\)

\(ω = \frac{2π}T\)

Razmerje med hitrostjo in kotno hitrostjo:

\(V = ωR\)

Pogostost in obdobje:

\(f = \frac{1}T\)

\(T = \frac{1}f\)

◦ Enakomerno raznoliko krožno gibanje (MCUV)

Enakomerno spremenljivo krožno gibanje je gibanje ki je nekoliko bolj splošen primer enakomernega krožnega gibanja. V njem sta poleg centripetalnega pospeška stalna kotni in tangencialni pospešek, ki povzročita enakomerno spreminjanje kotne hitrosti gibljivega. Tako kot pri enakomerno spremenljivem gibanju, pri preučevanju MCUV uporabljamo zelo podobne urne funkcije položaja in hitrosti.

Funkcija kotnega položaja MCUV v smeri urinega kazalca:

\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)

Urna funkcija kotne hitrosti MCUV:

\(ω_F = ω_0 = pri \)

Glej tudi:Tehnike reševanja kinematičnih vaj

→ Dinamika

Dinamika je področje klasične mehanike, ki proučuje vzroke, ki so povzročili neko gibanje. V tem smislu preučujemo sile, ki delujejo na telo, količine gibanja, energijo mehanika, impulz in velikosti, povezane z rotacijskimi gibi, kot sta navor in moment kotni.

Temelji študija dinamike v srednji šoli so newtonovi trije zakoni. Na njihovi podlagi so izpeljane ostale enačbe podpodročja in tudi Kinematike. Oglejte si nekaj najpomembnejših formul, ki se uporabljajo pri preučevanju dinamike:

Newtonov drugi zakon:

\(F=m\cdot a\)

Navor ali moment sile:

\(T=Fdsenθ\)

Linearna zagonska količina ali linearna zagonska količina:

\(Q=mv\)

Kotni moment ali vrtilna količina:

\(L=rQsenθ\)

Kinetična energija:

\(E_c=\frac{mv^2}2\)

→ statična

Statika je področje klasične mehanike, ki preučuje ravnotežne razmere v razširjenih telesih, torej določa, kakšne mere ali celo intenzivnost sil in navorov morajo biti, da lahko telo nezanemarljivih dimenzij ostane v ravnovesju. Pri študiju statike se Newtonovi zakoni pogosto uporabljajo.

Kamnina v statičnem ravnovesju, vidik analiziran v statiki, eno od področij klasične mehanike. — Kamnina, prikazana na sliki, je v stanju statičnega ravnovesja.

→ hidrostatična

Hidrostatika je področje klasične mehanike, ki proučuje tekočine v pogojih statičnega ravnovesja. V njej preučujemo specifično maso, tlak, Stevinov princip, Pascalov izrek in Arhimedov izrek.

→ Hidrodinamika

Hidrodinamika je področje klasične mehanike, ki proučuje tekočine v gibanju, ko so izpostavljene zunanjim silam, ki niso nič. V njem preučujemo tok, kontinuitetno enačbo in Bernoullijev princip.

Pomen klasične mehanike

Klasična mehanika ima velik pomen z več vidikov. Spodaj izpostavljamo nekaj razumevanj, ki so bila mogoča le z raziskavami klasične mehanike:

Opisane tirnice planetov, satelitov in asteroidov po zakonu univerzalne gravitacije je po Keplerjevih zakonih.

Satelit v orbiti kot primer, kaj je mogoče doseči s klasično mehaniko. — Zakoni klasične mehanike omogočajo izračun hitrosti in višine za postavitev satelitov v orbito.

Pot raket, nabojev, pikado in puščic, razložena z enačbami za izstrelitev projektila.
Tok tekočin, opisan z enačbo kontinuitete, ki lahko pojasni letenje letal, pa tudi hidrostatične situacije, v katerih tekočine mirujejo.
Upravljanje preprostih strojev, kot so nagnjene ravnine, škripci, dvigala, tehtnice itd.
Pot električno nabitih delcev, ki se gibljejo pod delovanjem električnih in magnetnih polj, kot pri pojavu polarne svetlobe.
Telesa v prostem padu ali celo telesa, ki padajo s pospeškom gravitacije, vendar trpijo zaradi delovanja zračnega upora.

Glej tudi:Astrofizika — veja astronomije, namenjena preučevanju vesolja z uporabo zakonov fizike in kemije

Klasična mehanika v Enem

Med vsemi področji fizike je klasična mehanika tista, ki je prisotna v največji meri v vprašanjih Enem, zato je zelo pomembno, da ste sposobni:

razumejo pomen kinematičnih enačb in jih lahko povežejo z resničnimi situacijami ter njihove grafe;
prepoznati in razvrstiti progresivna, regresivna, pospešena in enotna gibanja;
razumejo pojem referenčne in razumejo, kaj so relativna gibanja;
vedeti, kako uporabiti tri Newtonove zakone v najrazličnejših kontekstih;
razume pojem mehanske, kinetične in potencialne energije in zna operirati s temi količinami;
narediti izračune trkov z uporabo gibalne količine in ohranjanja mehanske energije;
poznati in razumeti delovanje Keplerjevih zakonov in njihov odnos do zakona univerzalne gravitacije;
razumeti, kako je treba uporabiti pogoje statičnega ravnotežja za telesa, katerih dimenzij ni mogoče zanemariti;
razumejo vzroke in posledice gibanja delcev ter jih znajo opisati v obliki enačb.

Katera so glavna področja študija mehanike?

Mehaniki Je eno izmed velikih področij fizike. Običajno je razdeljen na:

Klasična mehanika: veja mehanike, ki preučuje gibanje teles na Zemlji in v tekočinah potopljenih s hitrostjo pod svetlobo in vzroke teh gibanj. Nanaša se na poznavanje področja, ki se uporablja za makroskopske situacije.
Kvantna mehanika: veja mehanike, ki proučuje gibanje drobnih delcev, kot so atomi in molekule.

Relativistična mehanika: veja mehanike, ki proučuje obnašanje teles, ki se gibljejo s hitrostjo blizu svetlobne hitrosti. Izhaja iz odkritij fizik Albert Einstein.

Vir

e-Física – spletno poučevanje fizike; USP – Univerza v São Paulu. mehanika. Na voljo v: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? categoryid=132.

Avtor: Rafael Helerbrock
Učiteljica fizike

Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? poglej:

HELERBROCK, Raphael. "Klasična mehanika"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Dostopano 22. avgusta 2023.

Izvedite več o tem, kaj je pospešek, naučite se ga izračunati, razumeti njegov fizični pomen in si oglejte primere rešenih vaj.

Ali veste, kaj je dimenzijska analiza, ali imate težave pri uporabi tega orodja? Oglejte si naš članek in si oglejte primere in rešene vaje na to temo.

Imate težave pri fiziki in iščete nasvete za reševanje vaj o Newtonovih zakonih? Dostopite do besedila in si oglejte nekaj nasvetov za reševanje te vrste vaj ter si oglejte rešene vaje o aplikacijah Newtonovih zakonov.

Kliknite tukaj, če želite izvedeti, kaj je statika, in razumeti koncepte, kot so statično ravnotežje, navor in vzvod. Poznavanje formul statike in njihove uporabe.

Veste, kaj je moč? Razumejte koncept, preverite formule, ki se uporabljajo za različne vrste sil, in poglejte, kakšno je razmerje med silami in Newtonovimi zakoni.

Izvedite več o fiziki, eni najstarejših in najpomembnejših ved, ki je skozi stoletja prispevala k znanstvenemu in tehnološkemu razvoju človeštva. Fizika je razdeljena na področja, kot so mehanika, elektromagnetizem, termologija, optika in valovanje, ki imajo svoje pododdelke.

Spoznajte zakon univerzalne gravitacije, ki ga je razvil angleški fizik Isaac Newton. Povezuje zmnožek mase dveh teles z inverzno kvadratom njune razdalje, da določi intenzivnost sile gravitacijske privlačnosti, ki obstaja med njima. Pridi razumeti temo sem!

Poznajte formulo, ki opisuje to fizikalno količino.

Razumeti Newtonove zakone in si oglejte nekaj rešenih primerov, pa tudi vaje na to temo, ki so padle na Enem.

Izvedite več o enakomernem gibanju, to je gibanju, pri katerem pohištvo potuje skozi enake prostore v enakih časovnih intervalih. Oglejte si primere in enačbe!