kinemaatika

Selgitame, mis on kinemaatika ja mis on selle füüsikaharu päritolu. Kinemaatika elemendid ja rakendusnäited.

füüsiline mis uurib tahkete objektide liikumist ja nende trajektoori aja funktsioonina, võtmata arvesse seda motiveerivate jõudude päritolu. Selleks võetakse arvesse kiirust (muutus nihe ühiku kohta ilm) ja kiirendus (kiiruse muutus) liikuva objekti kohta.

Kinemaatika päritolu ulatub tagasi astronoomia iidsetel aegadel, mil astronoomid ja filosoofid, nagu Galileo Galilei, jälgisid liikumine sfääride kaldtasanditel ja vabalangemisel, et mõista sfääri liikumist tähed taevalik. Need uurimused koos Nicolás Copernicuse, Tycho Brahe ja Johannes Kepleri uurimustega olid Isaac Newtonile viiteallikaks, et sõnastada oma. kolm liikumisseadust, ja see kõik kokku pani 18. sajandi alguses aluse kaasaegsele kinemaatikale.

Prantslase Jean Le Rond d’Alemberti, Leonhard Euleri ja André-Marie Ampère’i panus oli selle loomisel võtmetähtsusega. distsipliini, Ampère'i enda poolt ristitud kui kinemaatika (kreeka keelest kinein, kerige, liigutage).

Albert Einsteini palju hilisem relatiivsusteooria postulatsioon pööraks selle distsipliini pea peale ja leidis relativistliku kinemaatika, milles aeg ja ruumi Need ei ole absoluutsed mõõtmed, nagu valguse kiirus.

Kinemaatika elemendid

Kinemaatika põhielemente on kolm: ruum, aeg ja mobiil. Peame arvestama, et mehaanika klassikalised kaks esimest (aeg ja ruum) on absoluutsed mõõtmed, mis ei sõltu mobiilsest ja enne selle olemasolu.

Ruumi kirjeldab eukleidiline geomeetria, aega peetakse ainulaadseks igas piirkonnas universum, ja mobiilseade võib olla mis tahes liikuv keha. Lihtsamad mobiiltelefonid on osakesed (ja selle uurimine avab osakeste kinemaatika valdkonna), kuid sagedamini käsitletakse jäikaid tahkeid aineid (analoogselt osakeste süsteemiga ja vastavad sellele, mida me tunneme kehade või objektidena).

Selles mõttes käsitleb klassikaline kinemaatika järgmisi liikumistüüpe:

  • Ühtlane joone liikumine. Keha liigub sirgjoonel püsiva kiirusega v nullkiirendusega.
  • Ühtlaselt kiirendatud sirgjooneline liikumine. Keha liigub kiirusega, mis muutub aja edenedes lineaarselt (kuna selle kiirendus on konstantne).
  • Lihtne harmooniline liikumine. See on perioodiline edasi-tagasi liikumine, mille käigus keha võngub ümber tasakaalupunkti aadress kindlaksmääratud ja regulaarsete ajaühikutes.
  • Paraboolne liikumine. See koosneb kahest erinevast sirgjoonelisest liikumisest: üks horisontaalne ja püsiva kiirusega ning teine ​​vertikaalselt ja ühtlaselt kiirendatud liikumisest.
  • Ühtlane ringliikumine. Nagu nimigi ütleb, on see liikumine, mis jälgib oma teel täiuslikke ringe, hoides oma kiiruse moodulit aja jooksul muutumatuna.
  • Ühtlaselt kiirendatud ringliikumine.See on liikumine, mis jälgib oma teel täiuslikke ringe, kuid kiirusega, mis moodulites aja jooksul muutub.
  • Kompleksne harmooniline liikumine. See on kombinatsioon erinevatest lihtsatest harmoonilistest liikumistest erinevates suundades.

Näited kinemaatikast

Kellaosutid näitavad ühtlast ringikujulist liikumist.

Enamik teadaolevaid liikumisi Maa pinnal on head näited kinemaatikauuringutest. Näiteks keha kukkumine on liikumine, mida ühtlaselt kiirendab gravitatsioonijõud et Maa avaldab mõju kõigile objektidele. Seda jõudu me kutsumegi kaal ja osutab planeedi keskpunktile.

Teiseks näiteks on keha, mis on riputatud elastsele, näiteks vedrule, mille liikumine on lihtne või keerukas harmooniline, olenevalt jõududest, mida me sellele avaldame.

Lõpuks võimaldab kella osutite või tsentrifuugi lahtise eseme (näiteks pesumasinas olevad riided) liikumine illustreerida vastavalt ühtlast või kiirendatud ringliikumist.

!-- GDPR -->