Kinematics de stuth phuing: bhun-bheachdan bunaiteach, eileamaidean

Tha an cuspair againn an-diugh an artaigil a bhios a 'kinematics de stuth phuing. Dè mu dheidhinn a tha? Dè bun-bheachdan a 'nochdadh ann, agus dè bu chòir mìneachadh a thoirt air an teirm seo? Tha iad sin agus mòran cheistean eile an-diugh agus feuchaidh sinn ri freagairt.

A 'mìneachadh a' bheachd

Kinematics stuth e puing sam bith eile seach an fiosaig fo-earrann leis an tiotal "Innleachdas". I, ann an tionndadh, a 'sgrùdadh laghan gluasad de dhiofar bhuidhnean. Kinematics de stuth phuing cuideachd an sàs san obair seo, ach chan eil anns an fharsaingeachd. Gu dearbh, seo am fo-earrann a 'sgrùdadh dhòighean-obrach a tha ag innse an gluasad de bhuidhnean. Ann an sgrùdadh seo a-mhàin a tha freagarrach airson a 'cho-ainm idealized chorp. Nam measg sin tha: a 'phuing stuth, teann a chorp agus na shàr gas. Beachdaich air na bun-bheachdan mionaideach. Tha fhios againn uile bho sgoil gu bheil stuth puing a tha an t-ainm a 'chuirp, meud sam bith a tha ann an suidheachadh a thoirt Faodar an dearmad. Le t-slighe, an kinematics de translational gluasad de stuth puing a 'tòiseachadh a' nochdadh airson a 'chiad uair ann an t-seachdamh ìre leabhraichean air fiosaig. 'S e seo an sìmplidhe meur, agus mar sin gu luchd-eòlais a' tòiseachadh le saidheans, le cuideachadh a tha e as goireasaiche. A fa leth a tha a 'chùis, ciod a tha na h-eileamaidean de na kinematics de stuth phuing. Tha iad gu math mòr, agus faodaidh iad a bhith air an cùmhnantan, a roinn ann an grunn diofar ìrean le duilgheadas a thuigsinn. Ma tha sinn a 'bruidhinn, mar eisimpleir, radius Vector, an uair sin, ann am prionnsabal, anns a mìneachadh eil dad rona iom-fhillte. Ach, ag aontachadh gu bheil e mòran nas fhasa a thuigsinn is a tha e na oileanach na cuibheasachd oileanach no àrd-sgoil. Agus frankly bruidhinn, chan eil feum a bhith a 'mìneachadh na feartan aig an teirm àrd-sgoil oileanaich.

Beagan eachdraidh kinematics

Tha mòran, o chionn iomadh bliadhna, a 'mhòr Aristotle seachad an leòmhann roinn de dh'ùine saor a' sgrùdadh agus a 'toirt iomradh air mar a fiosaig fa leth saidheans. Gu sònraichte bha e ag obair air an kinematics, a 'feuchainn ri shealltainn don prìomh phuingean agus bun-bheachdan, an aon dòigh no eile a chleachdadh ann an oidhirpean gus ceistean practaigeach agus fiù' s leisg gnìomhan. Aristotle a thug a 'chiad beachd air dè tha na h-eileamaidean de na kinematics de stuth phuing. Bha an obair aige agus na sgrìobhaidhean a tha fìor luachmhor airson a h-uile chinne-daonna. Gidheadh, ann an co-dhùnaidhean aca, rinn e mòran mhearachdan, agus a 'chùis' S e gun robh cuid de mhearachdan agus mhearachdan. Obraichean de Aristotle ann an ùine aige e ùidh ann an saidheans eile - Galileo Galilei. Aon de na bunaiteach tràchdais a chur air adhart le Aristotle, a leughadh gun an corp a gluasad ann dìreach anns a 'chùis ma tha ea' gluasad air cuid feachd, air a dhearbhadh le dian agus stiùireadh. Galileo a dhearbhadh gur e seo mearachd. Feachd a bheir buaidh air luaths suidheachadh, ach chan eil tuilleadh. Tha an Eadailtis a sheall gu bheil am forsa a tha an adhbhar a 'luathachadh, agus faodaidh e bhith mhàin chèile leis. Galileo Galiley cuideachd a 'pàigheadh mòran aire do rannsachadh air a' phròiseas an-asgaidh tuiteam, a 'toirt na laghan iomchaidh. 'S dòcha h-uile duine a' cuimhneachadh mu ainmeil aige deuchainnean, a chuir e seachad ann an Tùr PISA. Anns an obair aige, na bunaitean kinematic fuasglaidhean a chleachdadh agus fiosaig Ampere.

chiad bun-bheachdan

Mar a chaidh ainmeachadh na bu tràithe, a 'kinematics rannsachadh air dòighean air innse gluasad idealized rudan. Ann an cleachdadh, na bunaitean dh'fhaodadh a bhith air an cur an gnìomh matamataigeach anailis, àbhaisteach geometry agus algebra. Ach ciod a tha na bun-bheachdan (bhun-bheachd seo, agus chan eil definition parametric agus luachan) a tha aig cridhe fo-earrann seo fiosaigs? An toiseach, bu chòir a h-uile duine gu soilleir a 'tuigsinn gu bheil an kinematics de translational gluasad an stuth puing a' beachdachadh air gluasad às aonais chumhachd an coileanadh. Is e sin, gus fuasgladh fhaighinn air na duilgheadasan iomchaidh, chan eil sinn feum air a 'foirmlean co-cheangailte ri cumhachd. Chan eil e a 'beachdachadh air kinematics, ge bith cia mheud dhiubh a tha ann - aon, a dhà, a trì, fiù' s na ceudan de mhìltean. A dh'aindeoin sin, bha a luathachadh fhathast a 'toirt seachad. Ann an àireamh de stuth puing gluasad kinematics duilgheadasan òrdachadh dearbhadh luach luathachadh. Ach, adhbharan iongantas seo (ie, feachdan agus an nàdar) chan eilear den bheachd, agus tha iad fa là.

seòrsachadh

Fhuair sinn gu bheil an kinematics a 'rannsachadh agus a' buntainn dòighean-obrach a 'toirt cunntas air a' ghluasad de bhuidhnean gun aire a thoirt air feachdan an gnìomh orra. Thachair, obair seo air a bhith a 'dèanamh airson eile fo-meacanaigeach, a tha air a ghairm daineamaigs. Mar-thà a tha air a chleachdadh Newton laghan, a tha a 'leigeil ann an cleachdadh a mhìneachadh gu leòr crìochan le àireamh bheag de aithnichte chiad dàta. Bun-bheachdan kinematics de stuth puing - tha e rùm agus an àm. Agus, ann an co-cheangal ri leasachadh saidheans san fharsaingeachd agus anns a 'mhachair, bha ceist ann mu dheidhinn freagarrachd leithid measgachadh.

Bhon toiseach, cha robh clasaigeach kinematics. Faodaidh sinn a ràdh gu bheil e neònach nach eil ach an làthair an dà chuid TEMPORAL spàsail agus beàrnan, ach tha iad neo-eisimeileach a 'taghadh sònraichte frèam iomraidh. Co-dhiù, bidh sinn a 'bruidhinn mu dheidhinn an dèidh sin. A-nis, dìreach a 'mìneachadh dè tha e mu dheidhinn. Farsaingeachd ceada sa chùis seo thèid beachdachadh air mar earrann, àm - ceada. Tha e coltach gu bheil a h-uile rud a bu chòir a bhith soilleir. A-nis, tha na beàrnan Thèid beachdachadh ann an clasaigeach kinematics iomlan invariant, ann am faclan eile, neo-eisimeileach a 'gluasad bho aon fhrèam eile. Co-dhiù gnothachais relativistic kinematics. Tha e grianach nuair atharrachadh eadar iomradh frèamaichean dòcha eadar-dhealaichte. Tha e glic gu fiù 's ag ràdh nach urrainn dhaibh, agus bu chòir,' s dòcha. Air sgàth seo simultaneity de dhà thuaiream tachartasan cuideachd a 'fàs an dàimh agus e fo ùmhlachd do beachdachadh sònraichte. Mar sin tha e ann an relativistic kinematics de dhà bun-bheachdan - àite agus ùine - an toirt còmhla ann an aon.

Kinematics stuth phuing: astar, luathachadh, agus eile luachan

Airson co-dhiù beagan a thuigsinn fiosaigs de fho-earrann seo, feumaidh tu seòladh as cudromaiche bun-bheachdan, fios mìneachaidhean agus a 'riochdachadh dè th' anns an fharsaingeachd, no aon eile luach. Nothing toinnte mu dheidhinn an da-rìribh, tha e glè fhurasta agus sìmplidh. Beachdaich, 's dòcha, a' tòiseachadh le bun-bheachdan a chleachdadh ann an kinematics duilgheadasan.

gluasad

Mechanical gluasad, tha sinn a 'gabhail ris a' phròiseas ann a tha aon no eile idealized nì a dh'atharraicheas an suidheachadh aige ann am fànas. Anns a 'chùis seo, faodaidh sinn a ràdh gu bheil an t-atharrachadh a tha co-cheangailte ri buidhnean eile. Tha e riatanach aire a ghabhail gu bheil aig an aon àm a 'gabhail àite agus a' stèidheachadh àm sònraichte ceada eadar dà thachartasan. Mar eisimpleir, bidh e comasach a riarachadh gu sònraichte ceada a chruthachadh airson an àm a dhol seachad eadar an corp a thàinig bho aon suidheachadh eile. Thoir fa-near cuideachd gun robh an corp agus mar sin faodaidh eadar-obrachadh còmhla ri chèile, a rèir laghan coitcheann an cuspairean meacanaigeach. 'S e seo dè dìreach a tha gu tric ag obair kinematics de stuth phuing. Tha iomradh air an t-siostam - a leanas a 'bhun-bheachd, a tha dlùth cheangailte ri chèile leis.

co-chomharran

Faodaidh iad a bhith air a ghairm àbhaisteach dàta a leigeas dhuinn gus co-dhùnadh a 'suidheachadh na buidhne aig puing sam bith air a thoirt seachad ann an àm. Co-chomharran ceangailte gu dlùth ri bun-bheachd iomradh siostam agus a 'co-òrdanachadh clèithe. Anns a 'chuid as motha de chùisean a tha measgachadh de litrichean is àireamhan.

radius Vector

Bho an t-ainm a bu chòir a bhith soilleir gu bheil e. A dh'aindeoin sin, leig a 'bruidhinn barrachd mu dheidhinn. Ma tha puing a 'gluasad sìos frith-rathad, agus tha fios againn an toiseach sònraichte frèam iomraidh, tha e comasach a chumail an suidheachadh Vector aig àm sam bith. Bidh e a 'tighinn a-steach a' chiad suidheachadh a 'phuing leis an instantaneous no crìochnach.

frith-rathad

Bidh e air a ghairm leantainneach loidhne a tha air a chur sìos mar thoradh air gluasad de Particle ann an cèis iomraidh.

Gaoithe (an dà chuid sreathach agus angular)

Tha seo a luach, a dh'innseas dè cho luath a 'chuirp a' dol tro na h-ùine air astar.

Luathachadh (agus angular agus sreathach)

Tha ea 'sealltainn dè fo lagh agus mar dian atharrachadh astar suidheachadh chorp.

'S dòcha, an seo tha iad - na prìomh eileamaidean na kinematics de stuth phuing. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil an dà chuid an velocity agus luathachadh a tha Vector meudan. Seo a 'ciallachadh nach eil iad dìreach a' bhuaidh a dhearbhadh air, ach cuideachd àraidh stiùireadh. Co-dhiù, faodaidh iad a bhith air an stiùireadh ann an aon stiùireadh agus anns a 'choinneamh. Anns a 'chiad chùis, a' bhuidheann Thèid grad anns an dàrna - air do shocair.

Tha sìmplidhe gnìomhan

Kinematics de stuth phuing (luaths, astar agus luathachadh a tha cha mhòr na bun-bheachdan bunaiteach) tha eil fiù 's gu bheil àireamh mhòr de cheistean, agus tòrr dhiubh ann an diofar roinnean. Nach 'feuchainn ri fuasgladh sìmplidh gu leòr obair gus co-dhùnadh an t-astar a shiubhail a rèir a' chuirp.

Creidsinn na cumhaichean gu bheil sinn air làimh, mar a leanas. Tha an càr air dràibhear na sheasamh air an loidhne-tòiseachaidh. Tha an gnìomhaiche a 'toirt chomharran lèirsinneach agus bratach an càr far a' gabhail mòr. Obraich a-mach co-dhiù a tha e ùr a 'chlàr anns an fharpais marcaichean bi e comasach, ma tha an t-astar co-ionnan gu aon cheud meatair, a bha aon uair' na cheannard ann an 7.8 diog. Luathachadh a 'charbaid a chaidh a thogail co-ionnan ri 3 meatairean, air an roinn leis an dàrna ceàrnagach.

Mar sin, ciamar a rèiteach thrioblaid? Tha e gu math inntinneach, mar a tha sinn a dhìth gus nach "tiormachadh" a 'mìneachadh cuid de chrìochan. Brightened i suas agus a 'tionndadh àraidh suidheachadh a diversifies a' phròiseas agus fuasglaidhean air an rannsachadh clàran-amais. Ach dè bu chòir dhuinn a bhith air a stiùireadh roimhe, mar a tighinn faisg air an obair?

1. Kinematics de stuth puing a 'cleachdadh ann an cùis luathachadh.

2. Thathar a 'gabhail co-dhùnadh a bhith a' cleachdadh an t-astar foirmle, oir tha e a 'nochdadh ann an luach na h-àireamhach.

Tha sinn fuasgladh air an duilgheadas idir furasta. Gus seo a thoirt air astar foirmle: S = VoT + (-) AT ^ 2/2. Dè a tha a 'ciallachadh? Feumaidh sinn fios dè an ùine a thèid seachad racer ainmichte air astar, agus an uair sin coimeas a dhèanamh eadar an clàr-amais le chlàr airson faighinn a-mach a bhiodh ea 'chùis air no nach eil. Gus seo a dhèanamh, tha sinn a chur mu seach àm dha faigh am foirmle: AT ^ 2 + 2VoT - 2s. 'S e seo gin eile seach an ceàrnanach co-aontar. Ach tha an càr a 'toirt dheth, tha e a' ciallachadh gu bheil a 'chiad velocity' S e co-ionnan ri 0. Nuair a discriminant co-aontar an co-dhùnadh a bhios co-ionann ri 2400, feumaidh a thoirt air falbh airson freumh an rannsachadh àm. A 'dèanamh suas ris an dàrna ionad deicheach: 48,98. Tha sinn a 'lorg freumh an co-aontar: 48.98 / 6 = 8.16 diogan. Tha e a 'tionndadh a-mach gu bheil an dràibhear cha bhi e comasach a' chùis a th 'chlàr.