Кинематиканын негизги түшүнүктөрү кандай? Бул илим деген эмне жана ал эмнени изилдейт? Бүгүн биз кинематика деген эмне, кинематиканын кандай негизги түшүнүктөрү тапшырмаларда орун алат жана алар эмнени билдирери жөнүндө сүйлөшөбүз. Кошумчалай кетсек, келгиле, биз көп кездешкен өлчөмдөр жөнүндө сүйлөшөлү.
Кинематика. Негизги түшүнүктөр жана аныктамалар
Биринчи, бул эмне экенин сүйлөшөлү. Мектеп курсунда физиканын эң көп изилденген бөлүмдөрүнүн бири механика болуп саналат. Аны молекулярдык физика, электр энергиясы, оптика жана башка кээ бир тармактар, мисалы, ядролук жана атомдук физикалар чексиз тартипте ээрчишет. Бирок, келгиле, механика менен жакшыраак карап көрөлү. Физиканын бул бөлүмү денелердин механикалык кыймылын изилдөө менен алектенет. Ал кээ бир калыптарды белгилейт жана анын ыкмаларын изилдейт.
Кинематика механиканын бир бөлүгү катары
Акыркысы үч бөлүккө бөлүнөт: кинематика, динамика жана статика. Бул үч илимдин, эгер сиз аларды ушинтип атасаңыз, кээ бир өзгөчөлүктөргө ээ. Мисалы, статика механикалык системалардын тең салмактуулугунун эрежелерин изилдейт. Таразалар менен ассоциация дароо эске түшөт. Динамика денелердин кыймыл мыйзамдарын изилдейт, бирок ошол эле учурда аларга таасир этүүчү күчтөргө көңүл бурат. Бирок кинематика да ошондой кылат, бир гана күчтөр эсепке алынбайт. Демек, тапшырмаларда ошол эле органдардын массасы эсепке алынган эмес.
Кинематиканын негизги түшүнүктөрү. Механикалык кыймыл
Бул илимдин предмети материалдык пункт. Бул белгилүү бир механикалык системага салыштырмалуу өлчөмдөрүн эске албай коюуга мүмкүн болгон дене катары түшүнүлөт. Бул идеалдаштырылган дене молекулалык физика бөлүмүндө каралуучу идеалдуу газга окшош. Жалпысынан алганда, жалпы механикада да, өзгөчө кинематикада да материалдык чекит түшүнүгү кыйла маанилүү роль ойнойт. Көбүнчө котормо кыймылы деп аталган кыймыл.
Бул эмнени билдирет жана эмне болушу мүмкүн?
Көбүнчө кыймылдар айлануу жана которуу болуп бөлүнөт. Которуу кыймылынын кинематикасынын негизги түшүнүктөрү негизинен формулаларда колдонулган чоңдуктарга байланыштуу. Алар тууралуу кийинчерээк сүйлөшөбүз, бирок азырынча кыймылдын түрүнө кайрылалы. Эгерде биз айлануу жөнүндө сөз кыла турган болсок, анда дене айланганы түшүнүктүү. Демек, котормо кыймылы дененин тегиздиктеги же сызыктуу кыймылы деп аталат.
Маселелерди чечүү үчүн теориялык негиз
Кинематика, биз азыр карап жаткан негизги түшүнүктөрү жана формулалары абдан көп милдеттерди камтыйт. Бул адаттагы комбинаторика аркылуу жетишилет. Бул жерде ар түрдүүлүктүн бир ыкмасы белгисиз шарттарды өзгөртүү болуп саналат. Бир эле маселени жөн гана чечүү максатын өзгөртүү менен башка өңүттө көрсөтүүгө болот. Ал аралыкты, ылдамдыкты, убакытты, ылдамданууну табуу талап кылынат. Көрүнүп тургандай, көптөгөн варианттар бар. Бул жерге эркин түшүү шарттарын кошсок, мейкиндикти элестетүү мүмкүн эмес болуп калат.
Мааналдар жана формулалар
Биринчи кезекте бир орун ээлеп алалы. Белгилүү болгондой, чоңдуктар кош мүнөзгө ээ болушу мүмкүн. Бир жагынан, белгилүү бир сандык маани белгилүү бир мааниге туура келиши мүмкүн. Бирок, экинчи жагынан, бөлүштүрүү багыты да болушу мүмкүн. Мисалы, толкун. Оптикада биз толкун узундугу сыяктуу түшүнүккө туш болобуз. Бирок когеренттүү жарык булагы бар болсо (ошол эле лазер), анда биз тегиз поляризацияланган толкундардын шооласы менен алектенебиз. Ошентип, толкун анын узундугун көрсөткөн сандык мааниге гана эмес, таралышынын берилген багытына да туура келет.
Классикалык мисал
Мындай учурлар механикада аналогия болуп саналат. Алдыбызда араба тоголонуп баратат дейли. Byкыймылдын мүнөзү, биз анын ылдамдыгынын жана ылдамдануусунун вектордук мүнөздөмөлөрүн аныктай алабыз. Алдыга жылганда (мисалы, жалпак полдо) муну жасоо бир аз кыйыныраак болот, андыктан биз эки учурду карап чыгабыз: араба өйдө көтөрүлгөндө жана ылдый түшкөндө.
Ошондуктан арабаны бир аз эңкейиш менен өйдө көтөрүп бара жатканын элестетип көрөлү. Бул учурда ага эч кандай тышкы күчтөр аракет кылбаса, ал жайлайт. Бирок тескери жагдайда, тактап айтканда, араба ылдый жылганда, ал тездейт. Эки учурда ылдамдык объект кыймылдап жаткан тарапка багытталган. Бул эреже катары кабыл алынышы керек. Бирок ылдамдатуу векторду өзгөртө алат. Жайлоодо ал ылдамдык векторуна карама-каршы багытта багытталат. Бул жайлоону түшүндүрөт. Окшош логикалык чынжырды экинчи жагдайга колдонсо болот.
Башка баалуулуктар
Кинематикада алар скалярдык чоңдуктар менен гана эмес, вектордук чоңдуктар менен да иштеши жөнүндө сөз кылдык. Эми аны бир кадам алдыга жылдыралы. Маселелерди чечүүдө ылдамдык жана ылдамдануудан тышкары аралык жана убакыт сыяктуу мүнөздөмөлөр колдонулат. Айтмакчы, ылдамдык баштапкы жана көз ирмемдик болуп бөлүнөт. Алардын биринчиси экинчисинин өзгөчө учуру. Көз ирмемдик ылдамдык - бул каалаган убакта таба турган ылдамдык. Баштапкы менен, балким, баары түшүнүктүү.
Тапшырма
Ториянын чоң бөлүгүн мурунку абзацтарда биз изилдегенбиз. Эми негизги формулаларды берүү гана калды. Бирок биз андан да жакшыраак иштейбиз: формулаларды карап эле койбостон, аларды маселени чечүү үчүн колдонобуз.алган билимдерин жыйынтыктоо. Кинематика формулалардын бүтүндөй топтомун колдонот, аларды бириктирип, сиз чечүү үчүн керектүү нерселердин баарына жетише аласыз. Муну толук түшүнүү үчүн бул жерде эки шарт бар.
Велосипедчи марага жеткенден кийин ылдамдыгын азайтат. Толук токтош үчүн ага беш секунд керек болду. Ал кандай ылдамдык менен жайлады, ошондой эле канча тормоздук аралыкты басып өткөнүн билип алыңыз. Тормоздук аралык сызыктуу болуп эсептелет, акыркы ылдамдык нөлгө барабар кабыл алынат. Мара сызыгын кесип өткөн учурда ылдамдыгы секундасына 4 метрди түздү.
Чынында, тапшырма абдан кызыктуу жана биринчи караганда көрүнгөндөй жөнөкөй эмес. Эгерде биз кинематикадагы аралык формуласын алууга аракет кылсак (S=Vot + (-) (^ 2/2)), анда андан эч нерсе чыкпайт, анткени бизде эки өзгөрмөлүү теңдеме болот. Мындай учурда кантип жүрүш керек? Биз эки жол менен барсак болот: алгач V=Vo - at формуласына маалыматтарды алмаштыруу менен ылдамданууну эсептейбиз, же ошол жерден ылдамданууну туюнтуп, аны аралык формуласына алмаштырабыз. Биринчи ыкманы колдонолу.
Демек, акыркы ылдамдык нөлгө барабар. Баштапкы - секундасына 4 метр. Тиешелүү чоңдуктарды теңдеменин сол жана оң тарабына өткөрүү менен биз ылдамдануунун туюнтмасына жетишебиз. Бул жерде: a=Vo/t. Ошентип, ал секундасына 0,8 метр квадратка барабар болуп, тормоздук мүнөзгө ээ болот.
Аралык формулага өтүңүз. Биз жөн гана ага маалыматтарды алмаштырабыз. Жоопту алабыз: токтоо аралыгы 10 метр.
