Кінематика: поняття та формули

У галузі фізичної механіки кінематика вивчає і описує рух тіл, не турбуючись про причини переміщення.

За допомогою Kinematics можна класифікувати та порівняти рухи, тоді як причина виникнення розглядається в Dynamics.

фундаментальні поняття

Нижче наведено деякі важливі поняття у вивченні кінематики.

Довідковий: точка, яка визначає, рухається чи спочиває об'єкт.
Рух: зміна положення для наближення або відходу від опорної системи.
відпочинок: коли положення об'єкта не змінюється щодо системи відліку.
Траєкторія: рядок, що визначає різні положення об’єкта з часом.
Переміщення: відстань, пройдена між початковим і кінцевим простором траєкторії.
матеріальний пункт: тіло, розміри якого не заважають вивченню руху.
довге тіло: тіло, розміри якого важливі для розуміння руху.

Приклад: Хлопчик у салоні автомобіля вважається А і рухається праворуч до напрямку Б, що відповідає дівчині, яка стоїть біля пішохідного переходу.

Оскільки B є референційним, ми говоримо, що A рухається по відношенню до B, тобто він робить траєкторію, оскільки відстань від B змінюється з часом. Зверніть увагу, що рух, здійснюваний тілом, залежить від прийнятої системи відліку.

instagram story viewer

Тип шляху класифікує рух як прямий, коли рух виконується по прямій, або криволінійний, коли рух здійснюється по криволінійному шляху.

Формули кінематики

Середня швидкість

Швидкість, з якою рух здійснюється тілом, називається Середня швидкість, який можна обчислити за такою формулою:

прямий V з прямим простором індексу m, рівним простору чисельнику ΔS над простором знаменника Δt кінець дробу, рівний простору позицій чисельника кінцевий простір мінус простір позиція початковий простір над знаменником часовий простір кінцевий простір мінус простір час початковий простір кінець дріб

Початковий та кінцевий терміни відповідають періоду підрахунку часу, незалежно від того, зупинявся автомобіль на якийсь час, або швидкість руху по маршруту різнилася.

У Міжнародній системі (SI) середньою одиницею швидкості є метр в секунду (м / с).

Дивіться теж: Формули кінематики

середнє скалярне прискорення

З часом швидкість тіла може змінюватися під час руху. Прискорення тіла призводить до того, що коливання швидкості під час подорожі збільшується або зменшується протягом певного періоду часу.

Ось формула для розрахунку прискорення:

прямий a з прямим простором m нижнього індексу, що дорівнює простору чисельник Δv над знаменником простір Δt кінець дробу, рівний простору швидкості чисельника кінцевий простір мінус космічна швидкість початковий простір над знаменником часовий простір кінцевий простір менше простір час початковий простір кінець дріб

У Міжнародній системі (SI) середньою одиницею прискорення є метр в секунду в квадраті (м / с²).

Дивіться теж: Прискорення

Рівномірний рух (МО)

Якщо за один і той же інтервал часу тіло завжди проходить однакову відстань, його рух класифікується як рівномірний. Тому його швидкість постійна і на шляху відрізняється від нуля.

Біля Рівномірний прямолінійний рух (MRU) швидкість не змінюється на траєкторії, взятій по прямій.

Положення тіла на траєкторії можна обчислити за годинною функцією положення:

Де,

S = кінцеве положення, у метрах (м)
s₀ = початкове положення, в метрах (м)
v = швидкість, в метрах на секунду (м / с)
t = час, в секундах (с)

Дивіться теж: Рівномірний рух

Рівномірний рух (MUV)

Якщо швидкість змінюється на однакові величини протягом одного інтервалу часу, рух характеризується рівномірно різним. Отже, прискорення є постійним і ненульовим.

О Рівномірно змінений прямолінійний рух (MRUV) характеризується тим же рівнем прискорення, що і прямолінійне тіло.

За допомогою рівняння погодинної швидкості можна обчислити швидкість як функцію часу.

Де,

V = кінцева швидкість, в метрах за секунду (м / с)
V₀ = початкова швидкість, в метрах за секунду (м / с)
a = прискорення, в метрах на секунду в квадраті (м / с²)
t = час, в секундах (с)

Положення тіла під час траєкторії можна обчислити, використовуючи таке рівняння:

Де,

S = кінцеве положення, у метрах (м)
s₀ = початкове положення, в метрах (м)
V₀ = початкова швидкість, в метрах за секунду (м / с)
a = прискорення, в метрах на секунду в квадраті (м / с²)
t = час, в секундах (с)

THE Рівняння Торрічеллі використовується для співвідношення швидкості та простору, що проходить при рівномірно різному русі.

Де,

V = кінцева швидкість, в метрах за секунду (м / с)
V₀ = початкова швидкість, в метрах за секунду (м / с)
a = прискорення, в метрах на секунду в квадраті (м / с²)
прямий приріст S = пройдений простір, в метрах (м)