La cinemática es … Cinemática: definición, fórmulas, tareas

¿Qué es la Cinemática? Esta es una subsección de la mecánica, que estudia métodos matemáticos y geométricos de describir el movimiento de objetos idealizados. Caen en varias categorías. El tema del artículo de hoy será aspectos que están de alguna manera relacionados con el concepto de "cinemática puntual". Vamos a tratar muchos temas, pero vamos a comenzar con los conceptos más fundamentales y explicaciones para su aplicación en este campo.

¿Qué objetos son considerados?

Si la cinemática es una rama de la física que estudia formas de describir el movimiento de los cuerpos en espacios dispares, entonces usted necesita para operar en los cuerpos en sí, ¿verdad? Para entender rápidamente lo que está en juego, puede encontrar una lección multimedia para los estudiantes de la escuela. Cinemática para la comprensión en general es simple, si usted entiende sus fundamentos. Cuando usted se familiarice con ellos, notará que en teoría hay información que esta sección de la física está estudiando las leyes del movimiento de los puntos materiales. Observe cómo la definición de objetos es generalizada. Por otro lado, los puntos materiales no son los únicos objetos considerados cinemáticos. Esta sección de la física estudia los principios del movimiento de cuerpos absolutamente rígidos, y líquidos ideales. Muy a menudo todos estos tres conceptos se combinan en uno, simplemente "objetos idealizados". La idealización en este caso es necesaria para las convenciones de los cálculos y la salida de posibles errores sistemáticos. Si nos fijamos en la definición de un punto material, notarás que se escribe lo siguiente: es un cuerpo cuyas dimensiones pueden ser descuidadas en la situación apropiada. Esto se puede entender como sigue: en comparación con la distancia recorrida, las dimensiones lineales del objeto son insignificantes.

¿Qué se utiliza para describir?

Como se dijo antes, la cinemática es una subsección de la mecánica, que estudia formas de describir el movimiento de un punto. Pero si esto es así, entonces para la realización de tales operaciones, se necesitan algunos conceptos y principios fundamentales, como los axiomáticos? Sí. Y en nuestro caso lo son. Primero, en la cinemática, generalmente es la regla para resolver problemas sin mirar hacia atrás las fuerzas que actúan sobre el punto material. Todos sabemos perfectamente bien que el cuerpo se acelerará o se ralentizará si una determinada fuerza actúa sobre él. Y cinemática – esta es la subsección que le permite operar con aceleración. Sin embargo, la naturaleza de las fuerzas que surgen no se considera aquí. Para describir el movimiento, se utilizan métodos de análisis matemático, geometría lineal y espacial y también álgebra. Un cierto papel es desempeñado por las cuadrículas de coordenadas y las propias coordenadas. Pero hablaremos de esto un poco más tarde.

Historia de la creación

Los primeros trabajos sobre cinemática fueron compilados por el gran erudito Aristóteles. Fue él quien formó algunos principios fundamentales de esta industria. Y aunque sus obras y sus conclusiones contenían una serie de opiniones y reflexiones erróneas, sus obras siguen siendo de gran valor para la física moderna. La obra de Aristóteles posteriormente estudió Galileo Galilei. Realizó experimentos famosos con la Torre Inclinada de Pisa, cuando estudió las leyes del proceso de caída libre del cuerpo. Después de estudiar toda la longitud y la amplitud, Galileo sometió las reflexiones y conclusiones de Aristóteles a duras críticas. Por ejemplo, si este último escribió que la fuerza es la causa del movimiento, Galileo demostró que la fuerza es la causa de la aceleración, pero no lo que el cuerpo tomará y se moverá y se moverá. Según Aristóteles, el cuerpo sólo podía adquirir velocidad bajo la influencia de cierta fuerza. Pero sabemos que esta opinión es errónea, porque hay un movimiento progresivo uniforme . Esto demuestra una vez más las fórmulas cinemáticas. Y procederemos a la siguiente pregunta.

Cinemática. Física. Conceptos básicos

En esta sección, hay una serie de principios fundamentales y definiciones. Empecemos quizás con el principal.

Movimiento mecánico

Probablemente, desde el banco de la escuela estamos tratando de plantear la idea de lo que se puede considerar un movimiento mecánico. Nos enfrentamos a ella cada día, cada hora, cada segundo. Por movimiento mecánico consideraremos el proceso que tiene lugar en el espacio a través del tiempo, a saber, el cambio en la posición de un cuerpo particular. En esto muy a menudo la relatividad se aplica al proceso, es decir, se dice que la posición de, digamos, el primer cuerpo ha cambiado con respecto a la posición del segundo. Imaginemos que tenemos dos coches en la línea de salida. La señal del operador o las luces prendieron fuego – y los coches se rompen. Al principio, la situación está cambiando. Y usted puede hablar de esto largo y tedioso: con respecto al competidor, con respecto a la línea de salida, con respecto al espectador fijo. Pero, probablemente, la idea es clara. Lo mismo puede decirse de dos personas que van de una u otra manera. La posición de cada uno de ellos en relación con el otro cambia en cada momento del tiempo.

Sistema de referencia

Cinemática, física – todas estas ciencias utilizan un concepto tan fundamental como marcos de referencia. De hecho, tiene un papel muy importante y se aplica prácticamente en tareas prácticas casi en todas partes. Dos componentes más importantes pueden ser asociados con el marco de referencia.

Coordinar la cuadrícula y las coordenadas

Estos últimos no son más que un conjunto de números y letras. Usando ciertos ajustes lógicos, podemos componer nuestra rejilla unidimensional o bidimensional, lo que nos permitirá resolver las tareas más simples de cambiar la posición de un punto material durante un período de tiempo determinado. Normalmente en la práctica, se utiliza una cuadrícula bidimensional con los ejes X ("x") e Y ("yerk"). En el espacio tridimensional se añade el eje Z ("ZET") y sólo X está presente en el espacio unidimensional, los artilleros y exploradores suelen trabajar con coordenadas. Y por primera vez nos encontramos con ellos en la escuela primaria, cuando empezamos a dibujar longitudes de cierta longitud. Después de todo, la graduación no es más que el uso de coordenadas para indicar el comienzo y el final.

Cinemática 10 clase. Los valores

Las principales cantidades que se utilizan para resolver problemas en la cinemática de un punto material son la distancia, el tiempo, la velocidad y la aceleración. Hablemos de los dos últimos en más detalle. Ambas cantidades son vectoriales. En otras palabras, no sólo tienen un índice numérico, sino también una determinada dirección dada. El movimiento del cuerpo ocurrirá en la dirección en la que se dirige el vector de velocidad. En este caso, no debemos olvidar el vector de aceleración, si tenemos un caso de movimiento desigual. La aceleración se puede dirigir en la misma dirección, o en la dirección opuesta. Si son co-direccionales, el cuerpo se moverá más rápido y más rápido. Si se dirige de forma diferente, el objeto se ralentizará hasta que se detenga. Después de esto, en presencia de aceleración, el cuerpo ganará la velocidad opuesta, es decir, se moverá en la dirección opuesta. Todo esto en la práctica muestra muy claramente la cinemática. El 10 º grado es sólo el período en que esta sección de la física se está revelando en una medida suficiente.

Fórmulas

Las fórmulas cinemáticas son bastante simples tanto para la salida como para la memorización. Por ejemplo, la fórmula de la distancia recorrida para un tiempo determinado tiene la siguiente forma: S = VoT + aT ^ 2/2. Como vemos, en el lado izquierdo tenemos sólo la distancia. En el lado derecho puede encontrar la velocidad inicial, el tiempo y la aceleración. El signo más es puramente arbitrario, ya que la aceleración puede tomar un valor escalar negativo cuando el objeto frena. En general, la cinemática del movimiento implica la existencia de un tipo de velocidad, constantemente decimos "inicial", "final", "instantáneo". La velocidad instantánea aparece en un cierto punto en el tiempo. Pero si lo piensas, los componentes finales o iniciales no son más que sus manifestaciones particulares, ¿verdad? El tema "cinemática" es, probablemente, un favorito entre los escolares, ya que es simple e interesante.

Ejemplos de tareas

En la cinemática más simple, hay categorías enteras de tareas muy diferentes. Todos están de alguna manera conectados con el movimiento de un punto material. Por ejemplo, en algunos se requiere determinar la distancia recorrida por el cuerpo en un cierto tiempo. En este caso, pueden conocerse parámetros tales como la velocidad inicial y la aceleración. Y quizás, antes del alumno, pondrán una tarea que, igual que antes, consistirá en la necesidad de expresar y calcular la aceleración del cuerpo. Examinemos un ejemplo. El coche empieza desde una posición estática. ¿Qué camino pasará en 5 segundos si su aceleración es igual a tres metros dividida por un segundo en un cuadrado?

Para resolver este problema necesitamos la fórmula S = VoT + en ^ 2/2. En ella, solo sustituimos los datos disponibles. Esta aceleración y tiempo. Hay que prestar atención al hecho de que el término Vot va a cero, ya que la velocidad inicial es cero. Así, obtenemos una respuesta numérica de 75 metros. Eso es todo, el problema está resuelto.

Resultados

Así, entendimos los principios y definiciones fundamentales, dimos un ejemplo de una fórmula, y hablamos de la historia de la creación de esta subsección. La cinemática, cuyo concepto se introduce en el séptimo grado en las lecciones de física, continúa mejorándose constantemente en el marco de la división relativista (no clásica).