Det kinematik Det er det fysiske område (mere specifikt klassisk mekanik), der beskæftiger sig med at studere legemsbevægelser uden at tage hensyn til dets årsager. Det fokuserer på at studere kroppens baner over tid ved hjælp af størrelser som forskydning, hastighed og acceleration.
Nogle af de problemer, der er omfattet af kinematik, er den hastighed, hvormed et tog kører, den tid det tager for en bus at nå sin destination, den acceleration, som et fly kræver på starttidspunktet for at nå den nødvendige hastighed for at starte, blandt andet.
For at gøre dette bruger kinematik et koordinatsystem, der gør det muligt at beskrive banerne. Dette rumlige koordinatsystem kaldes et referencesystem. Grenen af fysik, der beskæftiger sig med studiet af bevægelser under hensyntagen til deres årsager (kræfter), er dynamik.
Artikelindeks
Etymologisk har ordet kinematik sin oprindelse i det græske udtryk κινηματικος (kynēmatikos), hvilket betyder bevægelse eller forskydning. Ikke overraskende svarer den første oversigt over undersøgelser af bevægelse til de græske filosoffer og astronomer.
Det var dog først i det fjortende århundrede, da de første begreber om kinematik dukkede op, som findes inden for læren om intensiteten af former eller beregningsteori (beregninger). Denne udvikling blev foretaget af forskerne William Heytesbury, Richard Swineshead og Nicolás Oresme.
Senere omkring år 1604 gennemførte Galileo Galilei sine studier om bevægelse i frit fald af kroppe og kugler på skrå plan.
Galileo var blandt andet interesseret i at forstå, hvordan planeter og kanonprojektiler bevægede sig.
Begyndelsen af moderne kinematik anses for at have fundet sted med præsentationen af Pierre Varignon i januar 1700 på Royal Academy of Sciences i Paris..
I denne præsentation gav han en definition af begrebet acceleration og demonstrerede, hvordan det kan udledes af den øjeblikkelige hastighed ved kun at bruge differentialregning..
Specifikt blev udtrykket kinematik opfundet af André-Marie Ampère, der specificerede hvad indholdet af kinematik var og placerede det inden for mekanikområdet..
Endelig med Albert Einsteins udvikling af teorien om særlig relativitet begyndte en ny periode; er det, der er kendt som relativistisk kinematik, hvor rum og tid ikke længere har en absolut karakter.
Kinematik fokuserer på undersøgelsen af legemsbevægelser uden at gå ind i at analysere årsagerne hertil. For at gøre dette bruger den bevægelsen af et materielt punkt som en ideel repræsentation af kroppen i bevægelse..
Bevægelse af kroppe studeres ud fra en observatørs synspunkt (intern eller ekstern) inden for rammerne af et referencesystem. Således udtrykker kinematik matematisk, hvordan kroppen bevæger sig fra variationen i koordinaterne for kroppens position med tiden.
På denne måde afhænger funktionen, der gør det muligt at udtrykke kroppens bane, ikke kun af tid, men afhænger også af hastighed og acceleration.
I klassisk mekanik betragtes rum som et absolut rum. Derfor er det et rum uafhængigt af materielle legemer og deres forskydning. Den mener også, at alle fysiske love er opfyldt i ethvert område af rummet..
På samme måde anser klassisk mekanik, at tiden er en absolut tid, der går på samme måde i ethvert område af rummet, uanset kroppens bevægelse og ethvert fysisk fænomen, der måtte forekomme..
Hastigheden er størrelsen, der gør det muligt at relatere det tilbagelagte rum og den tid, der bruges til at rejse det. Hastighed kan opnås ved at udlede position i forhold til tid.
v = ds / dt
I denne formel repræsenterer s legemets position, v er kroppens hastighed og t er tiden.
Acceleration er størrelsen, der gør det muligt at relatere variationen i hastighed over tid. Acceleration kan opnås ved at udlede hastighed med hensyn til tid.
a = dv / dt
I denne ligning repræsenterer a accelerationen af den bevægelige krop.
Som navnet antyder, er det en bevægelse, hvor bevægelsen sker i en lige linje. Da det er ensartet, er det en bevægelse, hvor hastigheden er konstant, og i hvilken accelerationen derfor er nul. Ligningen af ensartet retlinet bevægelse er:
s = s0 + v / t
I denne formel er s0 repræsenterer startpositionen.
Igen er det en bevægelse, hvor bevægelsen sker i en lige linje. Da det er ensartet accelereret, er det en bevægelse, hvor hastigheden ikke er konstant, da den varierer som en konsekvens af accelerationen. Ligningerne for den ensartede accelererede retlinede bevægelse er som følger:
v = v0 + a ∙ t
s = s0 + v0 ∙ t + 0,5 ∙ a tto
I disse v0 er starthastigheden, og a er accelerationen.
Ligningens bevægelsesligning udtrykkes ved følgende udtryk: s (t) = 10t + tto. Bestemme:
a) Typen af bevægelse.
Det er en ensartet accelereret bevægelse, da den har en konstant acceleration på 2 m / sto.
v = ds / dt = 2t
a = dv / dt = 2 m / sto
b) Positionen 5 sekunder efter start af bevægelsen.
s (5) = 10 ∙ 5 + 5to= 75 m
c) Hastigheden, når der er gået 10 sekunder, siden bevægelsen begyndte.
v = ds / dt = 2t
v (10) = 20 m / s
d) Den tid det tager at nå en hastighed på 40 m / s.
v = 2t
40 = 2 t
t = 40/2 = 20 s
Endnu ingen kommentarer