Klassisk mekanik är ett underområde av mekanik dedikerat till studiet av kroppars rörelser på jorden och nedsänkt i vätskor under ljusets hastighet och orsakerna till dessa rörelser. Klassisk mekanik är huvudsakligen indelad i områdena kinematik, dynamik, statik, hydrostatik och hydrodynamik. Studiet i klassisk mekanik är av stor betydelse för ett stort utbud av yrken, förutom att vara det mest efterfrågade fysikinnehållet i National High School Examination (Enem).
Läs också: Modern fysik — fysikområdet som uppstod för att förklara några begrepp som klassisk mekanik inte kunde förklara
Ämnen i denna artikel
- 1 - Sammanfattning av klassisk mekanik
- 2 - Vad studerar klassisk mekanik?
-
3 - Huvudområden för studier i klassisk mekanik
- → Kinematik
- → Dynamik
- → Statisk
- → Hydrostatisk
- → Hydrodynamik
- 4 - Betydelsen av klassisk mekanik
- 5 - Klassisk mekanik i Enem
- 6 - Vilka är de huvudsakliga studieområdena i mekanik?
Sammanfattning om klassisk mekanik
Klassisk mekanik är ett underområde av mekanik, ett av fysikens huvudområden.
Hon studerar kroppars rörelser på jorden och nedsänkta i vätskor under ljusets hastighet och orsakerna till dessa rörelser.
Huvudområdena för studier av klassisk mekanik är kinematik, dynamik, statik, hydrostatik och hydrodynamik.
Kinematik studerar de situationer som uppstår från det ögonblick en kropp börjar sitt rörelsetillstånd.
Dynamics studerar orsakerna som gav upphov till viss rörelse.
Statik studerar jämviktsförhållandena i utsträckta kroppar.
Hydrostatik studerar vätskor under förhållanden med statisk jämvikt.
Hydrodynamik studerar vätskor i rörelse när de utsätts för yttre krafter som inte är noll.
De tre huvudområdena inom mekanik är klassisk mekanik, kvantmekanik och relativistisk mekanik.
Klassisk mekanik är det fysikinnehåll som faller mest i Enem.
Vad studerar klassisk mekanik?
Klassisk mekanik studerar kroppars rörelser på jorden och nedsänkta i vätskor under ljusets hastighet, förutom orsakerna till dessa rörelser. Det brukar delas in i kinematik, dynamik, statik, hydrostatik och hydrodynamik.
Huvudområden för studier i klassisk mekanik
→ Kinematik
Kinematik är det område av klassisk mekanik som studerar kroppars rörelse utan att ta hänsyn till orsakerna till denna rörelse. Med andra ord studeras situationer som inträffar från det ögonblick en kropp börjar sitt rörelsetillstånd. Inom ramen för kinematik, som ses i gymnasiet, studeras de typer av rörelser som vi kommer att se nedan.
Sluta inte nu... Det kommer mer efter publiciteten ;)
◦ Uniform motion (MU)
Enhetlig rörelse är rörelsen där en kropps hastighet är konstant och rör sig endast i en rak linje. Huvudekvationen som används för att studera enhetlig rörelse är timfunktionen av position.
Positionstidsfunktion för MU:
\(S_F =S_0 + vt\ eller\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ Uniformly Varied Motion (MUV)
Enhetligt varierad rörelse är rörelsen där en kropps hastighet förändras med konstant hastighet. I det fall där rörelsen får sin hastighet ökad, säger vi att det är en accelererad rörelse; om hastigheten minskar säger vi att det är en retarderad rörelse.
De viktigaste ekvationerna för att beskriva likformigt varierad rörelse är timfunktionerna position och hastighet och Torricellis ekvation.
Positionstidsfunktion för MUV: n:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ eller\ \triangel S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triangel S =S_F -S_0 \)
Hastighet per timme funktion för MUV:
\(V_F =V_0 + at\)
eller
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
Torricellis ekvation:
\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\triangel S\)
◦ Uniform circular motion (MCU)
Enhetlig cirkulär rörelse är rörelsen där ett rörligt föremåls hastighetsriktning ständigt förändras så att dess avstånd från en punkt i rymden förblir konstant. Även om den kallas enhetlig cirkulär rörelse, accelereras denna rörelse, eftersom för att beskriva en cirkulär bana är förekomsten av en centripetalacceleration nödvändig.
I studiet av cirkulär rörelse står vi inför ett stort antal ekvationer, och det finns: ekvationer som beräknar förskjutning och skalär hastighet; ekvationer som beräknar vinkelstorheter, såsom vinkelhastighet; och, slutligen, ekvationer som tjänar till att relatera dessa två typer av kvantiteter. Kolla in några av de viktigaste ekvationerna för cirkulär rörelse.
Vinkelhastighet för MCU: n:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
eller
\(ω = 2πf\)
eller
\(ω = \frac{2π}T\)
Samband mellan hastighet och vinkelhastighet:
\(V = ωR\)
Frekvens och period:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ Uniformly Varied Circular Motion (MCUV)
Enhetligt varierad cirkulär rörelse är rörelsen vilket är ett något mer allmänt fall av enhetlig cirkulär rörelse. I den finns det, förutom en centripetalacceleration, konstanta vinkel- och tangentiella accelerationer, vilket gör att mobilens vinkelhastighet varierar enhetligt. Som vi gör i likformigt varierad rörelse, i studien av MCUV använder vi mycket liknande positions- och hastighetsfunktioner per timme.
Medurs funktion för MCUV: ns vinkelposition:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
Timfunktion av MCUV: ns vinkelhastighet:
\(ω_F = ω_0 = vid \)
Se också:Tekniker för att lösa kinematikövningar
→ Dynamik
Dynamik är det område av klassisk mekanik som studerar orsakerna som gav upphov till viss rörelse. I denna mening studerar vi krafterna som verkar på en kropp, rörelsemängderna, energin mekanik, impuls och magnituder relaterade till rotationsrörelser, såsom vridmoment och moment vinkel.
Grunderna för studiet av dynamik i gymnasiet är Newtons tre lagar. Baserat på dem härleds de andra ekvationerna för delområdet och även Kinematik. Kolla in några av de viktigaste formlerna som används i studiet av Dynamics:
Newtons andra lag:
\(F=m\cdot a\)
Vridmoment eller kraftmoment:
\(T=Fdsenθ\)
Linjärt momentum eller linjärt momentum:
\(Q=mv\)
Vinkelmoment eller vinkelmoment:
\(L=rQsenθ\)
Rörelseenergi:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ statisk
Statik är området för klassisk mekanik som studerar jämviktsförhållandena i utvidgade kroppar, det vill säga det bestämmer vilka mått eller till och med intensiteten av krafter och vridmoment bör vara så att en kropp med icke försumbara dimensioner kan förbli i jämvikt. I studiet av statik används Newtons lagar flitigt.
→ hydrostatisk
Den hydrostatiska är området för klassisk mekanik som studerar vätskor under förhållanden med statisk jämvikt. I den studerade vi specifik massa, tryck, Stevins princip, Pascals sats och Arkimedes sats.
→ Hydrodynamik
Hydrodynamik är området för klassisk mekanik som studerar vätskor i rörelse när de utsätts för yttre krafter som inte är noll. I den studerar vi flöde, kontinuitetsekvation och Bernoullis princip.
Betydelsen av klassisk mekanik
Klassisk mekanik har stor betydelse i flera aspekter. Nedan lyfter vi fram några förståelser som endast var möjliga genom forskning inom klassisk mekanik:
Planeters, satelliters och asteroiders banor, beskrivs enligt lagen om universell gravitation Det är enligt Keplers lagar.
Banan för raketer, kulor, pilar och pilar förklaras med hjälp av projektiluppskjutningsekvationer.
Vätskeflödet, beskrivet av kontinuitetsekvationen, som kan förklara flygplanens flygning, såväl som de hydrostatiska situationerna där vätskorna är i vila.
Manövrering av enkla maskiner, såsom lutande plan, remskivor, hissar, vågar, etc.
Banan för elektriskt laddade partiklar som rör sig under inverkan av elektriska och magnetiska fält, som i fenomenet norrsken.
Kroppar i fritt fall eller till och med kroppar som faller accelererat av gravitationen, men drabbas av luftmotstånd.
Se också:Astrofysik - grenen av astronomi som är tillägnad studiet av universum genom tillämpningar av fysiks och kemilagarna
Klassisk mekanik i Enem
Bland alla fysikområden är den klassiska mekaniken den som är närvarande i störst mängd i Enem-frågorna, så det är av stor vikt att du kan:
förstå innebörden bakom kinematikekvationerna, kunna relatera dem till verkliga situationer, såväl som deras grafer;
identifiera och klassificera progressiva, regressiva, accelererade och enhetliga rörelser;
förstå referensbegreppet och förstå vad relativa rörelser är;
veta hur man tillämpar Newtons tre lagar i de mest olika sammanhang;
förstå begreppet mekanisk, kinetisk och potentiell energi och veta hur man arbetar med dessa storheter;
göra kollisionsberäkningar med hjälp av momentum samt bevarande av mekanisk energi;
känna till och förstå hur Keplers lagar fungerar och deras förhållande till lagen om universell gravitation;
förstå hur statiska jämviktsförhållanden bör tillämpas på kroppar vars dimensioner inte kan försummas;
förstå orsaker och effekter av partikelrörelser och veta hur man beskriver dem i form av ekvationer.
Vilka är de huvudsakliga studieområdena i mekanik?
Mekaniken Det är ett av fysikens stora områden. Det delas vanligtvis in i:
Klassisk mekanik: en gren av mekanik som studerar kroppars rörelser på jorden och nedsänkta i vätskor under ljusets hastighet och orsakerna till dessa rörelser. Det relaterar till kunskapen om området som är tillämplig på makroskopiska situationer.
Kvantmekanik: en gren av mekaniken som studerar rörelsen hos små partiklar, såsom atomer och molekyler.
Relativistisk mekanik: en gren av mekaniken som studerar beteendet hos kroppar som rör sig med hastigheter nära ljusets hastighet. Det härrör från upptäckterna av fysikern Albert Einstein.
Källa
e-Física – Online fysikundervisning; USP – University of São Paulo. mekanik. Tillgänglig i: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? kategoriid=132.
Av Rafael Helerbrock
Fysikalärare
Vill du referera till denna text i ett skol- eller akademiskt arbete? Se:
HELERBROCK, Raphael. "Klassisk mekanik"; Brasilien skola. Tillgänglig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Åtkom den 22 augusti 2023.
Lär dig mer om vad acceleration är, lär dig hur du beräknar den, förstå dess fysiska betydelse och kolla in exempel på lösta övningar.
Vet du vad dimensionsanalys är eller har du svårt att använda detta verktyg? Kolla in vår artikel och se exempel och lösta övningar om detta ämne.
Har du svårigheter i fysik och letar efter tips om hur du löser övningar om Newtons lagar? Gå till texten och kolla in några tips om hur du löser den här typen av övningar och se lösta övningar om tillämpningar av Newtons lagar.
Klicka här för att lära dig vad statisk är och förstå begrepp som statisk balans, vridmoment och hävstång. Känna till formlerna för statik och dess tillämpningar.
Vet du vad styrka är? Förstå konceptet, kolla in formlerna som används för olika typer av kraft, och se vad sambandet är mellan krafter och Newtons lagar.
Lär dig mer om fysik, en av de äldsta och viktigaste vetenskaperna som under århundraden har bidragit till mänsklighetens vetenskapliga och tekniska utveckling. Fysiken är indelad i områden som mekanik, elektromagnetism, termologi, optik och vågor, som har sina egna underavdelningar.
Lär dig om lagen om universell gravitation, som utvecklades av den engelske fysikern Isaac Newton. Den relaterar produkten av massan av två kroppar med inversen av kvadraten på deras avstånd för att bestämma intensiteten av den gravitationskraft som finns mellan dem. Kom och förstå ämnet här!
Känna till formeln som beskriver denna fysiska kvantitet.
Förstå Newtons lagar och kolla in några lösta exempel, samt övningar om detta ämne som föll på Enem.
Lär dig mer om enhetlig rörelse, det vill säga rörelse där möbeln färdas genom lika utrymmen med lika tidsintervall. Kolla in exempel och ekvationer!
Pinsamt
Slangen anpassad från engelska används för att beteckna någon som ses som klibbig, skamlig, föråldrad och omodern.
Folkloredagen firas idag, den 22 augusti, i Brasilien och runt om i världen. Lärare förklarar...
Möt Eris, den nya varianten av covid-19. Se dina symtom, risker och även sätt att vara säker.
När allt kommer omkring, vad är en kallfront? Klicka här, förstå hur kallfronter bildas och ta reda på...
