Класична механіка: області дослідження, в Enem

protection click fraud

Класична механіка це підобласть механіки, присвячена вивченню рухів тіл на Землі та занурених у рідини зі швидкістю нижче світла та причин цих рухів. Класична механіка в основному поділяється на кінематику, динаміку, статику, гідростатику та гідродинаміку. Вивчення класичної механіки має велике значення для величезного кола професій, крім того, що це найбільш затребуваний матеріал з фізики в Національному іспиті для середньої школи (Enem).

Читайте також: Сучасна фізика — галузь фізики, яка виникла для пояснення деяких понять, які класична механіка не могла пояснити

Теми цієї статті

1 - Короткий зміст класичної механіки
2 - Що вивчає класична механіка?
3 - Основні напрямки вивчення класичної механіки
- → Кінематика
- → Динаміка
- → Статичний
- → Гідростатичний
- → Гідродинаміка
4 - Важливість класичної механіки
5 - Класична механіка в Enem
6 - Які основні галузі вивчення механіки?

Реферат з класичної механіки

Класична механіка — це підгалузь механіки, одна з основних областей фізики.
Вона вивчає рух тіл на Землі та занурених у рідини зі швидкістю нижче світла та причини цих рухів.

instagram story viewer

Основними напрямками вивчення класичної механіки є кінематика, динаміка, статика, гідростатика та гідродинаміка.
Кінематика вивчає ситуації, що виникають з моменту початку руху тіла.
Динаміка вивчає причини, що викликали якийсь рух.
Статика вивчає умови рівноваги протяжних тіл.
Гідростатика вивчає рідини в умовах статичної рівноваги.
Гідродинаміка вивчає рідини в русі, коли на них діють ненульові зовнішні сили.
Три основні області механіки: класична механіка, квантова механіка та релятивістська механіка.
Класична механіка — це вміст фізики, який найбільше потрапляє в Enem.

Що вивчає класична механіка?

Класична механіка вивчає рухи тіл на Землі та занурених у рідини зі швидкістю нижче світла, а також причини цих рухів. Зазвичай її поділяють на кінематику, динаміку, статику, гідростатику та гідродинаміку.

Основні напрями вивчення класичної механіки

→ Кінематика

Кінематика - це область класичної механіки, яка вивчає рух тіл без урахування причин цього руху. Іншими словами, вивчаються ситуації, які виникають з моменту початку руху тіла. У рамках кінематики, яка розглядається в середній школі, вивчаються види руху, які ми побачимо нижче.

Не зупиняйся зараз... Після розголосу буде більше ;)

◦ Рівномірний рух (MU)

Рівномірний рух — це рух де швидкість тіла постійна, рухається тільки прямолінійно. Основним рівнянням, яке використовується для дослідження рівномірного руху, є погодинна функція положення.

Функція часу розташування для MU:

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

◦ Рівномірно змінний рух (MUV)

Рівномірно змінний рух — це рух де швидкість тіла змінюється з постійною швидкістю. У випадку, коли швидкість руху збільшується, ми говоримо, що це рух прискорений; якщо швидкість зменшується, ми говоримо, що це уповільнений рух.

Найважливішими рівняннями для опису рівномірно змінного руху є погодинні функції положення та швидкості та Рівняння Торрічеллі.

Функція часу позиції для MUV:

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

Погодинна функція швидкості для MUV:

\(V_F =V_0 + at\)

або

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

Рівняння Торрічеллі:

\(V_F ^2 =V_0 ^2 + 2a\трикутник S\)

◦ Рівномірний рух по колу (MCU)

Рівномірний рух по колу — це рух у якому напрямок швидкості рухомого об’єкта постійно змінюється так, що його відстань від точки простору залишається постійною. Навіть якщо його назвати рівномірним рухом по колу, цей рух є прискореним, оскільки для опису кругової траєкторії необхідне існування доцентрового прискорення.

При вивченні руху по колу ми стикаємося з великою кількістю рівнянь, і є: рівняння, які обчислюють переміщення та скалярну швидкість; рівняння, які обчислюють кутові величини, такі як кутова швидкість; і, нарешті, рівняння, які служать для зв'язку цих двох типів величин. Ознайомтеся з деякими найважливішими рівняннями руху по колу.

Кутова швидкість для MCU:

\(ω = \frac{Δθ}{Δt}\)

або

\(ω = 2πf\)

або

\(ω = \frac{2π}T\)

Співвідношення між швидкістю та кутовою швидкістю:

\(V = ωR\)

Періодичність і період:

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

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

◦ рівномірно змінний круговий рух (MCUV)

Рівномірно змінний рух по колу є рухом що є трохи загальнішим випадком рівномірного руху по колу. У ній, крім доцентрового прискорення, існують постійні кутове і тангенціальне прискорення, які зумовлюють рівномірну зміну кутової швидкості рухомого. Як і в рівномірно змінюваному русі, у дослідженні MCUV ми використовуємо дуже схожі погодинні функції позиції та швидкості.

Функція кутового положення MCUV за годинниковою стрілкою:

\(θ_F =θ_0 + ω_0 t+\frac{at^2}2\)

Погодинна функція кутової швидкості MCUV:

\(ω_F = ω_0 = при \)

Дивіться також:Прийоми розв’язування вправ з кінематики

→ Динаміка

Динаміка - це область класичної механіки, яка вивчає причини, що викликали якийсь рух. У цьому сенсі ми вивчаємо сили, які діють на тіло, величини руху, енергію механіка, імпульс і величини, пов'язані з обертальними рухами, наприклад крутний момент і момент кутовий.

Основами вивчення динаміки в середній школі є три закони Ньютона. На їх основі виведені інші рівняння підобласті, а також кінематики. Ознайомтеся з деякими найважливішими формулами, які використовуються під час вивчення динаміки:

Другий закон Ньютона:

\(F=m\cdot a\)

Крутний момент або момент сили:

\(T=Fdsenθ\)

Лінійний імпульс або лінійний імпульс:

\(Q=mv\)

Кутовий момент або кутовий момент:

\(L=rQsenθ\)

Кінетична енергія:

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

→ статичний

Статика - це область класичної механіки, яка вивчає умови рівноваги в протяжних тілах, тобто визначає, якими мають бути міри або навіть інтенсивність сил і крутних моментів, щоб тіло незначних розмірів могло залишатися в рівновазі. При вивченні статики широко використовуються закони Ньютона.

Рок у статичній рівновазі, аспект, аналізований у статиці, одна з областей класичної механіки. — Гірська порода, зображена на малюнку, знаходиться в стані статичної рівноваги.

→ гідростатичний

Гідростатичний є областю класичної механіки, яка вивчає рідини в умовах статичної рівноваги. У ньому ми вивчали питому масу, тиск, принцип Стевіна, теорему Паскаля та теорему Архімеда.

→ Гідродинаміка

Гідродинаміка - це розділ класичної механіки, який вивчає рідини в русі під дією ненульових зовнішніх сил. У ньому ми вивчаємо потік, рівняння неперервності та принцип Бернуллі.

Значення класичної механіки

Класична механіка має велике значення в кількох аспектах. Нижче ми висвітлюємо деякі розуміння, які були можливими лише завдяки дослідженням класичної механіки:

Описані орбіти планет, супутників і астероїдів за законом всесвітнього тяжіння Це є за законами Кеплера.

Супутник на орбіті як приклад того, чого можна досягти за допомогою класичної механіки. — Закони класичної механіки дозволяють розрахувати швидкість і висоту для виведення супутників на орбіту.

Траєкторія ракет, куль, дротиків і стріл пояснюється за допомогою рівнянь запуску снаряда.
Потік рідини, що описується рівнянням безперервності, здатний пояснити політ літаків, а також гідростатичні ситуації, в яких рідини перебувають у спокої.
Управління простими машинами, такими як похилі верстати, шківи, підйомники, ваги тощо.
Траєкторія електрично заряджених частинок, що рухаються під дією електричних і магнітних полів, як у явищі полярного сяйва.
Тіла у вільному падінні або навіть тіла, які падають із прискоренням сили тяжіння, але зазнають опору повітря.

Дивіться також:Астрофізика — розділ астрономії, присвячений вивченню Всесвіту через застосування законів фізики та хімії

Класична механіка в Enem

Серед усіх розділів фізики класична механіка – це та, яка присутня найбільше в питаннях Enem, тому дуже важливо, щоб ви могли:

розуміти значення кінематичних рівнянь, вміючи пов’язувати їх із реальними ситуаціями, а також їхніми графіками;
ідентифікувати та класифікувати прогресивні, регресивні, прискорені та рівномірні рухи;
зрозуміти поняття відліку та зрозуміти, що таке відносні рухи;
знати, як застосовувати три закони Ньютона в самих різних контекстах;
розуміти поняття механічної, кінетичної та потенціальної енергії та знати, як оперувати цими величинами;
робити розрахунки зіткнення, використовуючи імпульс, а також збереження механічної енергії;
знати і розуміти дію законів Кеплера та їх зв'язок із законом всесвітнього тяжіння;
розуміти, як слід застосовувати умови статичної рівноваги до тіл, розмірами яких не можна знехтувати;
розуміти причини та наслідки руху частинок і знати, як описати їх у формі рівнянь.

Які основні галузі вивчення механіки?

Механіка Це одна з найбільших областей фізики. Його зазвичай поділяють на:

Класична механіка: розділ механіки, який вивчає рух тіл на Землі та занурених у рідини зі швидкістю нижче світла та причини цих рухів. Це стосується знання області, яка застосовна до макроскопічних ситуацій.
Квантова механіка: розділ механіки, який вивчає рух дрібних частинок, таких як атоми та молекули.

Релятивістська механіка: розділ механіки, що вивчає поведінку тіл, що рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Воно походить від відкриттів фізик Альберт Ейнштейн.

Джерело

e-Física – онлайн-викладання фізики; USP – Університет Сан-Паулу. механіка. Доступний у: http://efisica2.if.usp.br/course/index.php? categoryid=132.

Рафаель Гелерброк
Вчитель фізики

Чи хотіли б ви посилатися на цей текст у шкільній чи навчальній роботі? Подивіться:

ХЕЛЕРБРОК, Рафаель. «Класична механіка»; Бразильська школа. Доступний у: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/mecanica-classica.htm. Перевірено 22 серпня 2023 р.

Дізнайтеся більше про те, що таке прискорення, навчіться його обчислювати, зрозумійте його фізичний зміст і перегляньте приклади розв’язаних вправ.

Чи знаєте ви, що таке розмірний аналіз, чи у вас є труднощі з використанням цього інструменту? Перегляньте нашу статтю та подивіться приклади та розв’язані вправи на цю тему.

Ви відчуваєте труднощі з фізикою і шукаєте підказки, як розв’язувати вправи на закони Ньютона? Отримайте доступ до тексту та ознайомтеся з деякими порадами щодо розв’язування цього типу вправ і подивіться розв’язані вправи на застосування законів Ньютона.

Натисніть тут, щоб дізнатися, що таке статика, і зрозуміти такі поняття, як статичний баланс, крутний момент і важіль. Знати формули статики та їх застосування.

Ти знаєш, що таке сила? Зрозумійте концепцію, ознайомтеся з формулами, які використовуються для різних типів сил, і подивіться, який зв’язок між силами та законами Ньютона.

Дізнайтеся більше про фізику, одну з найдавніших і найважливіших наук, яка протягом століть робила внесок у науково-технічний розвиток людства. Фізика підрозділяється на такі області, як механіка, електромагнетизм, термологія, оптика та хвилі, які мають власні підрозділи.

Дізнайтеся про закон всесвітнього тяжіння, який розробив англійський фізик Ісаак Ньютон. Він пов’язує добуток маси двох тіл із величиною, оберненою до квадрата їх відстані, щоб визначити інтенсивність сили гравітаційного притягання, що існує між ними. Давай розбиратися в предметі сюди!

Знати формулу, яка описує цю фізичну величину.

Зрозумійте закони Ньютона та подивіться кілька розв’язаних прикладів, а також вправи на цю тему, які випали на Enem.

Дізнайтеся більше про рівномірний рух, тобто рух, під час якого меблі проходять однакові простори за однакові проміжки часу. Перевірте приклади та рівняння!