กลศาสตร์คลาสสิก เป็นพื้นที่ย่อยของกลศาสตร์ที่อุทิศให้กับการศึกษาการเคลื่อนไหวของวัตถุบนโลกและแช่อยู่ในของเหลวที่ต่ำกว่าความเร็วแสงและสาเหตุของการเคลื่อนไหวเหล่านี้ กลศาสตร์คลาสสิกแบ่งออกเป็นด้านต่างๆ ของ Kinematics, Dynamics, Statics, Hydrostatics และ Hydrodynamics การศึกษากลศาสตร์คลาสสิกมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสายอาชีพต่างๆ นอกเหนือจากการเป็นเนื้อหาฟิสิกส์ที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในการสอบ National High School (ศัตรู)
อ่านด้วย: Modern Physics — สาขาฟิสิกส์ที่เกิดขึ้นเพื่ออธิบายแนวคิดบางอย่างที่กลศาสตร์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายได้
หัวข้อของบทความนี้
- 1 - บทสรุปของกลศาสตร์คลาสสิก
- 2 - กลศาสตร์คลาสสิกเรียนอะไร?
-
3 - พื้นที่หลักของการศึกษากลศาสตร์คลาสสิก
- → ไคเนเมติกส์
- → ไดนามิก
- → คงที่
- → ไฮโดรสแตติก
- → อุทกพลศาสตร์
- 4 - ความสำคัญของกลศาสตร์คลาสสิก
- 5 - กลไกแบบคลาสสิกใน Enem
- 6 - สาขาวิชาหลักด้านกลศาสตร์มีอะไรบ้าง?
บทคัดย่อเกี่ยวกับกลศาสตร์คลาสสิก
กลศาสตร์คลาสสิกเป็นสาขาย่อยของกลศาสตร์ ซึ่งเป็นหนึ่งในสาขาหลักของฟิสิกส์
เธอศึกษาการเคลื่อนไหวของวัตถุต่างๆ บนโลกและแช่อยู่ในของไหลที่ต่ำกว่าความเร็วแสงและสาเหตุของการเคลื่อนไหวเหล่านี้
สาขาวิชาหลักของกลศาสตร์คลาสสิก ได้แก่ จลนศาสตร์ พลศาสตร์ สถิตศาสตร์ อุทกสถิต และอุทกพลศาสตร์
Kinematics ศึกษาสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจากช่วงเวลาที่ร่างกายเริ่มเคลื่อนไหว
พลวัตศึกษาสาเหตุที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวบางอย่าง
สถิตยศาสตร์ศึกษาสภาวะสมดุลในร่างกายขยาย
อุทกสถิตศึกษาของไหลภายใต้สภาวะสมดุลสถิต
อุทกพลศาสตร์ศึกษาของไหลที่เคลื่อนที่เมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอกที่ไม่เป็นศูนย์
สามสาขาหลักของกลศาสตร์ ได้แก่ กลศาสตร์คลาสสิก กลศาสตร์ควอนตัม และกลศาสตร์สัมพัทธภาพ
กลศาสตร์คลาสสิกเป็นเนื้อหาฟิสิกส์ที่ตกอยู่ในศัตรูมากที่สุด
กลศาสตร์คลาสสิกเรียนอะไร?
กลศาสตร์คลาสสิกศึกษาการเคลื่อนไหวของวัตถุต่างๆ บนโลกและแช่อยู่ในของไหลที่ต่ำกว่าความเร็วแสง นอกเหนือจากสาเหตุของการเคลื่อนไหวเหล่านี้ โดยปกติจะแบ่งออกเป็น Kinematics, Dynamics, Statics, Hydrostatics และ Hydrodynamics
สาขาวิชาหลักของกลศาสตร์คลาสสิก
→ จลนศาสตร์
Kinematics เป็นพื้นที่ของกลศาสตร์คลาสสิกที่ ศึกษาการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของการเคลื่อนไหวนี้. กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ศึกษาสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจากช่วงเวลาที่ร่างกายเริ่มเคลื่อนไหว ภายในขอบเขตของ Kinematics ซึ่งมีให้เห็นในโรงเรียนมัธยม ประเภทของการเคลื่อนไหวที่เราจะได้เห็นด้านล่างนี้ได้รับการศึกษา
อย่าหยุดตอนนี้... มีเพิ่มเติมหลังจากการประชาสัมพันธ์ ;)
◦ การเคลื่อนไหวเครื่องแบบ (MU)
การเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอคือการเคลื่อนที่ โดยที่ความเร็วของวัตถุคงที่ เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงเท่านั้น สมการหลักที่ใช้ในการศึกษาการเคลื่อนที่แบบสม่ำเสมอคือฟังก์ชันรายชั่วโมงของตำแหน่ง
ฟังก์ชันตำแหน่งเวลาสำหรับ MU:
\(S_F =S_0 + vt\ หรือ\ v= \frac{ΔS}{Δt}\)
◦ การเคลื่อนไหวที่หลากหลายอย่างสม่ำเสมอ (MUV)
การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอคือการเคลื่อนไหว โดยที่ความเร็วของวัตถุเปลี่ยนแปลงในอัตราคงที่ ในกรณีที่การเคลื่อนที่มีความเร็วเพิ่มขึ้น เราเรียกว่าเป็นการเคลื่อนที่แบบเร่ง ถ้าความเร็วลดลงแสดงว่าเป็นการเคลื่อนที่แบบปัญญาอ่อน
สมการที่สำคัญที่สุดในการอธิบายการเคลื่อนที่ที่หลากหลายอย่างสม่ำเสมอคือฟังก์ชันรายชั่วโมงของตำแหน่งและความเร็ว และ สมการของทอร์ริเชลลี.
ฟังก์ชันบอกตำแหน่งเวลาสำหรับ MUV:
\(S_F =S_0 + v_0 t+\frac{at^2}2\ หรือ\ \triangle S=v_0 t+ \frac{at^2}2,\ com\ \triangle S =S_F -S_0 \)
ฟังก์ชันความเร็วรายชั่วโมงสำหรับ MUV:
\(V_F =V_0 + ที่\)
หรือ
\( a= \frac{V_F- V_0}{t_F-t_0}\)
สมการของ Torricelli:
\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\สามเหลี่ยม S\)
◦ การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ (MCU)
การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอคือการเคลื่อนที่ ซึ่งทิศทางของความเร็วของวัตถุเคลื่อนที่จะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเพื่อให้ระยะห่างจากจุดในอวกาศคงที่ แม้ว่าจะเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ การเคลื่อนที่นี้มีความเร่ง เนื่องจากเพื่ออธิบายวิถีการเคลื่อนที่แบบวงกลม การมีอยู่ของความเร่งสู่ศูนย์กลางจึงเป็นสิ่งจำเป็น
ในการศึกษาการเคลื่อนที่แบบวงกลม เราต้องเผชิญกับสมการจำนวนมาก และมี: สมการที่คำนวณการกระจัดและความเร็วสเกลาร์ สมการที่คำนวณปริมาณเชิงมุม เช่น ความเร็วเชิงมุม และสุดท้าย สมการที่ทำหน้าที่เชื่อมโยงปริมาณทั้งสองประเภทนี้ ตรวจสอบสมการที่สำคัญที่สุดของการเคลื่อนที่แบบวงกลม
ความเร็วเชิงมุมสำหรับ MCU:
\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)
หรือ
\(ω = 2πf\)
หรือ
\(ω = \frac{2π}T\)
ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วกับความเร็วเชิงมุม:
\(V = ωR\)
ความถี่และระยะเวลา:
\(f = \frac{1}T\)
\(T = \frac{1}f\)
◦ การเคลื่อนที่แบบวงกลมที่หลากหลายอย่างสม่ำเสมอ (MCUV)
การเคลื่อนที่แบบวงกลมที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอคือการเคลื่อนที่ ซึ่งเป็นกรณีทั่วไปเล็กน้อยของการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอ ในนั้น นอกจากความเร่งสู่ศูนย์กลางแล้ว ยังมีความเร่งเชิงมุมและสัมผัสวงคงที่ ซึ่งทำให้ความเร็วเชิงมุมของการเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงอย่างสม่ำเสมอ ในขณะที่เราทำการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ ในการศึกษา MCUV เราใช้ฟังก์ชันตำแหน่งและความเร็วรายชั่วโมงที่คล้ายกันมาก
ฟังก์ชันตามเข็มนาฬิกาของตำแหน่งเชิงมุมของ MCUV:
\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)
ฟังก์ชันรายชั่วโมงของความเร็วเชิงมุมของ MCUV:
\(ω_F = ω_0 = ที่ \)
ดูเพิ่มเติม:เทคนิคการแก้แบบฝึกหัดไคเนมาติกส์
→ พลวัต
พลศาสตร์เป็นพื้นที่ของกลศาสตร์คลาสสิกที่ ศึกษาสาเหตุที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวบางอย่าง. ในแง่นี้ เราศึกษาแรงที่กระทำต่อร่างกาย ปริมาณการเคลื่อนไหว พลังงาน กลศาสตร์ แรงกระตุ้น และขนาดที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่แบบหมุน เช่น ทอร์กและโมเมนต์ เชิงมุม.
พื้นฐานของการศึกษาพลวัตในโรงเรียนมัธยมคือ กฎสามข้อของนิวตัน. จากสมการเหล่านี้ สมการอื่นๆ ของพื้นที่ย่อยและของจลนศาสตร์ก็ได้รับมาเช่นกัน ตรวจสอบสูตรที่สำคัญที่สุดบางส่วนที่ใช้ในการศึกษา Dynamics:
กฎข้อที่สองของนิวตัน:
\(F=m\cdot a\)
แรงบิดหรือโมเมนต์ของแรง:
\(T=Fdsenθ\)
โมเมนตัมเชิงเส้นหรือโมเมนตัมเชิงเส้น:
\(Q=mv\)
โมเมนตัมเชิงมุมหรือโมเมนตัมเชิงมุม:
\(L=rQsenθ\)
พลังงานจลน์:
\(E_c=\frac{mv^2}2\)
→ คงที่
สถิตศาสตร์เป็นพื้นที่ของกลศาสตร์คลาสสิกที่ ศึกษาสภาวะสมดุลในร่างกายขยายนั่นคือเป็นตัวกำหนดว่ามาตรการใดหรือแม้แต่ความเข้มของแรงและแรงบิดควรเป็นอย่างไรเพื่อให้ร่างกายที่มีขนาดที่ไม่ละเลยสามารถคงอยู่ในสมดุลได้ ในการศึกษาเกี่ยวกับสถิตศาสตร์ กฎของนิวตันถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลาย
→ ไฮโดรสแตติก
ไฮโดรสแตติก เป็นพื้นที่ของกลศาสตร์คลาสสิกที่ ศึกษาของไหลภายใต้สภาวะสมดุลสถิต. ในนั้น เราศึกษามวลเฉพาะ ความดัน หลักการของสตีวิน ทฤษฎีบทของปาสคาล และทฤษฎีบทของอาร์คิมิดีส
→ อุทกพลศาสตร์
อุทกพลศาสตร์เป็นพื้นที่ของกลศาสตร์คลาสสิกที่ ศึกษาของไหลที่เคลื่อนที่เมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอกที่ไม่เป็นศูนย์. เราศึกษาการไหล สมการความต่อเนื่อง และหลักการของแบร์นูลลี
ความสำคัญของกลศาสตร์คลาสสิก
กลศาสตร์คลาสสิกมีความสำคัญในหลายด้าน ด้านล่าง เราเน้นความเข้าใจบางอย่างที่เป็นไปได้ผ่านการวิจัยในกลศาสตร์คลาสสิกเท่านั้น:
อธิบายวงโคจรของดาวเคราะห์ ดาวเทียม และดาวเคราะห์น้อย ตามกฎความโน้มถ่วงสากล มันคือ ตามกฎของเคปเลอร์.
วิถีโคจรของจรวด กระสุน ลูกดอก และลูกธนูอธิบายโดยใช้สมการการยิงของโพรเจกไทล์
การไหลของของไหลซึ่งอธิบายโดยสมการของความต่อเนื่อง สามารถอธิบายการบินของเครื่องบินได้ เช่นเดียวกับสถานการณ์อุทกสถิตที่ของไหลหยุดนิ่ง
การทำงานของเครื่องจักรอย่างง่าย เช่น ระนาบเอียง รอก รอก เครื่องชั่ง ฯลฯ
เส้นทางการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก เช่น ปรากฏการณ์ออโรร่าบอเรลลิส
วัตถุที่ตกอย่างอิสระหรือแม้แต่วัตถุที่ตกด้วยความเร่งของแรงโน้มถ่วง แต่ได้รับแรงต้านของอากาศ
ดูเพิ่มเติม:ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ - สาขาวิชาดาราศาสตร์ที่อุทิศให้กับการศึกษาเอกภพผ่านการประยุกต์ใช้กฎฟิสิกส์และเคมี
กลไกคลาสสิกใน Enem
ในบรรดาสาขาต่างๆ ของฟิสิกส์ กลศาสตร์คลาสสิกเป็นวิชาที่มีอยู่ในคำถาม Enem เป็นจำนวนมากที่สุด ดังนั้น จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งที่คุณจะสามารถ:
เข้าใจความหมายเบื้องหลังสมการจลนศาสตร์ สามารถเชื่อมโยงสมการกับสถานการณ์จริง เช่นเดียวกับกราฟ
ระบุและจัดประเภทการเคลื่อนไหวแบบก้าวหน้า ถอยหลัง เร่งและสม่ำเสมอ
เข้าใจแนวคิดของการอ้างอิงและเข้าใจว่าการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์คืออะไร
รู้วิธีใช้กฎสามข้อของนิวตันในบริบทที่แตกต่างกันมากที่สุด
เข้าใจแนวคิดของพลังงานกล จลน์ และพลังงานศักย์ และรู้วิธีดำเนินการกับปริมาณเหล่านี้
ทำการคำนวณการชนโดยใช้โมเมนตัมและการอนุรักษ์พลังงานกล
รู้และเข้าใจการทำงานของกฎของเคปเลอร์และความสัมพันธ์กับกฎของความโน้มถ่วงสากล
ทำความเข้าใจว่าควรใช้สภาวะสมดุลสถิตอย่างไรกับวัตถุที่มีขนาดไม่สามารถละเลยได้
เข้าใจสาเหตุและผลกระทบของการเคลื่อนที่ของอนุภาคและรู้วิธีการอธิบายในรูปของสมการ
สาขาวิชาหลักในสาขากลศาสตร์คืออะไร?
กลศาสตร์ เป็นหนึ่งในสาขาวิชาฟิสิกส์ที่ยอดเยี่ยม โดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น:
กลศาสตร์คลาสสิก: สาขาวิชากลศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนไหวของวัตถุต่างๆ บนโลกและจมอยู่ในของไหลที่ต่ำกว่าความเร็วแสงและสาเหตุของการเคลื่อนไหวเหล่านี้ มันเกี่ยวข้องกับความรู้ของพื้นที่ที่ใช้กับสถานการณ์มหภาค
กลศาสตร์ควอนตัม: กลศาสตร์สาขาหนึ่งที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดเล็ก เช่น อะตอมและโมเลกุล
กลศาสตร์สัมพัทธภาพ: กลศาสตร์สาขาหนึ่งที่ศึกษาพฤติกรรมของวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสง เกิดจากการค้นพบของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์.
แหล่งที่มา
e-Física – การสอนฟิสิกส์ออนไลน์; USP – มหาวิทยาลัยเซาเปาโล กลศาสตร์. มีอยู่ใน: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? รหัสหมวดหมู่=132.
โดย Rafael Helerbrock
ครูสอนฟิสิกส์
คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่? ดู:
เฮเลอร์บร็อค, ราฟาเอล. "กลศาสตร์คลาสสิก"; โรงเรียนบราซิล. มีอยู่ใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. เข้าถึงเมื่อ 22 สิงหาคม 2566
เรียนรู้เพิ่มเติมว่าความเร่งคืออะไร เรียนรู้วิธีคำนวณ เข้าใจความหมายทางกายภาพ และดูตัวอย่างแบบฝึกหัดที่แก้โจทย์ปัญหาได้
คุณรู้หรือไม่ว่าการวิเคราะห์มิติคืออะไร หรือคุณมีปัญหาในการใช้เครื่องมือนี้หรือไม่ ตรวจสอบบทความของเราและดูตัวอย่างและแบบฝึกหัดแก้ไขในหัวข้อนี้
คุณกำลังมีปัญหาในวิชาฟิสิกส์และกำลังมองหาเคล็ดลับในการแก้แบบฝึกหัดเกี่ยวกับกฎของนิวตันอยู่หรือไม่? เข้าถึงข้อความและดูเคล็ดลับเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหาแบบฝึกหัดประเภทนี้ และดูแบบฝึกหัดที่แก้ไขแล้วเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้กฎของนิวตัน
คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้ว่าสแตติกคืออะไร และทำความเข้าใจแนวคิดต่างๆ เช่น สมดุลสแตติก แรงบิด และเลเวอเรจ รู้จักสูตรของสถิตศาสตร์และการนำไปใช้
คุณรู้หรือไม่ว่าความแข็งแกร่งคืออะไร? ทำความเข้าใจแนวคิด ตรวจสอบสูตรที่ใช้สำหรับแรงประเภทต่างๆ และดูว่าความสัมพันธ์ระหว่างแรงกับกฎของนิวตันเป็นอย่างไร
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับฟิสิกส์ หนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่เก่าแก่และสำคัญที่สุดที่มีส่วนสนับสนุนการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมนุษยชาติตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา ฟิสิกส์ถูกแบ่งย่อยออกเป็นสาขาต่างๆ เช่น กลศาสตร์ แม่เหล็กไฟฟ้า อุณหวิทยา ทัศนศาสตร์ และคลื่น ซึ่งมีแผนกย่อยของตนเอง
เรียนรู้เกี่ยวกับกฎแห่งความโน้มถ่วงสากล ซึ่งพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ไอแซก นิวตัน มันเชื่อมโยงผลคูณของมวลของวัตถุทั้งสองกับส่วนผกผันของกำลังสองของระยะทางเพื่อกำหนดความเข้มของแรงดึงดูดระหว่างวัตถุทั้งสอง มาทำความเข้าใจกับเรื่องที่นี่!
รู้สูตรที่อธิบายปริมาณทางกายภาพนี้
ทำความเข้าใจกฎของนิวตันและดูตัวอย่างที่แก้ไขแล้ว รวมทั้งแบบฝึกหัดเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่ตกอยู่กับศัตรู
เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ นั่นคือ การเคลื่อนไหวที่เฟอร์นิเจอร์เคลื่อนที่ผ่านช่องว่างที่เท่ากันในช่วงเวลาที่เท่ากัน ดูตัวอย่างและสมการ!
หดหนี
คำสแลงที่ดัดแปลงมาจากภาษาอังกฤษใช้เพื่อระบุคนที่ถูกมองว่าไม่มีรสนิยม น่าอับอาย ล้าสมัย และไม่ทันสมัย
วันคติชนวิทยามีการเฉลิมฉลองในวันนี้ 22 สิงหาคมในบราซิลและทั่วโลก ครูอธิบายเรื่อง...
พบกับ Eris ไวรัสโควิด-19 สายพันธุ์ใหม่ ดูอาการ ความเสี่ยง และวิธีป้องกันตนเอง
ท้ายที่สุดแล้วหน้าหนาวคืออะไร? คลิกที่นี่ ทำความเข้าใจว่าหน้าหนาวก่อตัวอย่างไร และค้นหา...
