Кинематика деген эмне? Бул идеалдаштырылган нерселердин кыймылын сүрөттөөнүн математикалык жана геометриялык ыкмаларын изилдөөчү механиканын чакан тармагы. Алар бир нече категорияга бөлүнөт. Бүгүнкү макаланын темасы кандайдыр бир деңгээлде "чекит кинематикасы" түшүнүгүнө байланыштуу аспектилер болот. Биз көптөгөн темаларды камтыйбыз, бирок биз эң негизги түшүнүктөрдөн жана аларды бул тармакта колдонуунун түшүндүрмөлөрүнөн баштайбыз.
Кандай объекттер каралат?
Эгер кинематика физиканын ар кандай чоңдуктагы мейкиндиктердеги кыймылын сүрөттөөнү изилдеген бир бөлүмү болсо, анда денелердин өздөрү менен иштөө керек, туурабы? Эмне коркунучта экенин тез түшүнүү үчүн, сиз студенттерге арналган мультимедиялык сабакты таба аласыз. Кинематика жалпысынан жөнөкөй, эгер сиз анын негиздерин түшүнсөңүз. Алар менен таанышканыңызда физиканын бул бөлүмү материалдык нерселердин кыймыл мыйзамдарын изилдейт деген маалымат теорияда бар экенин байкайсыз.упайлар. Объекттердин аныктамасы кандай жалпыланганына көңүл буруңуз. Башка жагынан алганда, материалдык чекиттер кинематика тарабынан каралуучу бир гана объект эмес. Физиканын бул бөлүмү абсолюттук катуу денелердин да, идеалдуу суюктуктардын да кыймыл принциптерин изилдейт. Көбүнчө бул үч түшүнүктүн баары биригип, жөн гана "идеалдуу объектилер" деп айтылат. Идеалдаштыруу бул учурда эсептөөлөрдүн конвенциялары жана мүмкүн болгон системалуу каталардан четтөө үчүн зарыл. Эгерде сиз материалдык чекиттин аныктамасын карасаңыз, анда ал жөнүндө төмөндөгүлөр жазылганын байкайсыз: бул тиешелүү кырдаалда өлчөмдөрүнө көңүл бурбай коюуга мүмкүн болгон дене. Муну төмөнкүчө түшүнүүгө болот: басып өткөн аралыкка салыштырмалуу объекттин сызыктуу өлчөмдөрү анча деле маанилүү эмес.
Сүрөттөө үчүн эмне колдонулат?
Мурда айтылгандай, кинематика чекиттин кыймылын кантип сүрөттөш керектигин изилдеген механиканын бир бөлүмү. Бирок бул ошондой болсо, мындай операцияларды аткаруу үчүн аксиоматикалык сыяктуу кээ бир фундаменталдык түшүнүктөр жана принциптер керек дегенди билдиреби? Ооба. Ал эми биздин учурда, алар. Биринчиден, кинематикада материалдык чекитке таасир эткен күчтөрдү артка карабай туруп маселелерди чечүү эрежеси. Денеге белгилүү бир күч таасир этсе, анын ылдамдаарын же жайлай турганын баарыбыз жакшы билебиз. Ал эми кинематика - тездетүү менен иштөөгө мүмкүндүк берүүчү бөлүм. Бирок бул жерде пайда болуп жаткан күчтөрдүн табияты каралбайт. Кыймылды сүрөттөө үчүн математикалык анализдин ыкмалары, сызыктуу жана мейкиндик геометриясы колдонулат, жанаошондой эле алгебра. Координаттык торлор жана координаттар өздөрү да белгилүү бир роль ойнойт. Бирок бул тууралуу бир аздан кийин сүйлөшөбүз.
Жаратуу тарыхы
Кинематика боюнча алгачкы эмгектерди улуу окумуштуу Аристотель түзгөн. Бул тармактын кээ бир фундаменталдык принциптерин түзгөн ал болгон. Ал эми анын эмгектеринде жана корутундуларында бир катар жаңылыштык пикирлер жана ой-пикирлер камтылганы менен, анын эмгектери азыркы физика үчүн дагы эле чоң баалуулукка ээ. Аристотелдин чыгармаларын кийин Галилео Галилей изилдеген. Ал Пиза мунарасы менен белгилүү эксперименттерди жасап, дененин эркин түшүү процессинин мыйзамдарын изилдеген. Ичи-сырты баарын изилдеп чыккан Галилео Аристотелдин ой жүгүртүүлөрүн жана корутундуларын катуу сынга алды. Мисалы, эгер акыркысы күч кыймылдын себеби деп жазса, Галилео күч ылдамдануунун себеби экенин далилдеген, бирок дене көтөрүлүп, кыймылдай баштайт жана кыймылдай баштайт. Аристотелдин айтымында, дене белгилүү бир күчкө дуушар болгондо гана ылдамдыкка ээ боло алат. Бирок бул пикир туура эмес экенин билебиз, анткени бир калыпта котормо кыймылы бар. Муну кинематиканын формулалары дагы бир жолу далилдейт. Ал эми кийинки суроого өтөбүз.
Кинематика. Физика. Негизги түшүнүктөр
Бул бөлүмдө бир катар негизги принциптер жана аныктамалар бар. Негизгисинен баштайлы.
Механикалык кыймыл
Мектептеги отургучтан биз эмнени механикалык кыймыл деп эсептөөгө аракет кылып жатабыз. Биз аны менен күн сайын, саат сайын, секунд сайын күрөшөбүз. Механикалык кыймылды убакыттын өтүшү менен мейкиндикте пайда болгон процессти, тактап айтканда, дененин абалынын өзгөрүшүн карайбыз. Ошол эле учурда салыштырмалуулук көп учурда процесске колдонулат, башкача айтканда, биринчи дененин абалы экинчисинин абалына салыштырмалуу өзгөрдү деп айтышат. Келгиле, старт сызыгында эки машинабыз бар деп элестетип көрөлү. Оператордун же жарыктары күйүп - машинелер учуп кетишет. Эң башында позициянын өзгөрүшү байкалат. Мындан тышкары, сиз бул жөнүндө көпкө жана тажатма сүйлөй аласыз: атаандаш жөнүндө, старт сызыгы жөнүндө, туруктуу көрүүчүлөр жөнүндө. Бирок, балким, идея ачык. Бир тарапка же эки башка тарапка кеткен эки адам жөнүндө да ушуну айтууга болот. Алардын ар биринин экинчисине салыштырмалуу абалы убакыттын ар бир көз ирмеминде өзгөрүп турат.
Маалымдама системасы
Кинематика, физика - бул илимдердин баары таяныч алкактары сыяктуу фундаменталдуу түшүнүктү колдонушат. Чынында, ал абдан маанилүү ролду ойнойт жана дээрлик бардык жерде практикалык маселелерде колдонулат. Дагы эки маанилүү компонентти шилтеме алкагында туташтырууга болот.
Координаттык тор жана координаттар
Акыркылар сандар менен тамгалардын жыйындысынан башка эч нерсе эмес. Белгилүү бир логикалык орнотууларды колдонуу менен биз өзүбүздүн түзө алабызбир өлчөмдүү же эки өлчөмдүү координаттык тор, ал бизге берилген убакыттын ичинде материалдык чекиттин абалын өзгөртүү боюнча эң жөнөкөй маселелерди чечүүгө мүмкүндүк берет. Адатта, практикада эки өлчөмдүү координаталык тор X ("x") жана Y ("y") октору менен колдонулат. Үч өлчөмдүү мейкиндикте ал Z огу (“z”) кошот, ал эми бир өлчөмдүү мейкиндикте X гана бар. Артиллеристтер жана чалгынчылар көбүнчө координаттар менен иштешет. Аларды биз биринчи жолу башталгыч класста, белгилүү бир узундуктагы сегменттерди тарта баштаганда жолуктурабыз. Анткени, бүтүрүү - бул башталышы менен аягын көрсөтүү үчүн координаттарды колдонуудан башка эч нерсе эмес.
Кинематика 10-класс. Сандар
Материалдык чекиттин кинематикасы боюнча маселелерди чыгарууда колдонулган негизги чоңдуктар аралык, убакыт, ылдамдык жана ылдамдык болуп саналат. Келгиле, акыркы экөө жөнүндө кененирээк сүйлөшөлү. Бул эки чоңдук тең векторлор. Башкача айтканда, алар бир гана сандык көрсөткүчкө ээ эмес, ошондой эле белгилүү бир алдын ала белгиленген багытка ээ. Дененин кыймылы ылдамдык вектору багытталган багытта болот. Ошол эле учурда, эгерде бизде тегиз эмес кыймыл болуп калса, ылдамдатуу вектору жөнүндө да унутпаш керек. Ылдамдатуу бир багытта же карама-каршы багытта болушу мүмкүн. Алар биргелешип багытталган болсо, анда дене тез жана тез кыймылдай баштайт. Эгерде алар карама-каршы болсо, анда объект токтогонго чейин жайлайт. Андан кийин, ылдамдануу болгон учурда, дене карама-каршы ылдамдыкка ээ болот, башкача айтканда, карама-каршы багытта кыймылдайт. Мунун баары иш жүзүндө кинематика менен абдан, абдан ачык көрсөтүлгөн. 10-класс деген ошолфизиканын бул бөлүмү жетиштүү түрдө ачылган мезгил.
Формулалар
Кинематика формулалары чыгаруу үчүн да, жаттоо үчүн да абдан жөнөкөй. Мисалы, объекттин белгилүү бир убакытта басып өткөн жолунун формуласы төмөнкүдөй: S=VoT + aT^2/2. Көрүнүп тургандай, сол тарапта бизде бирдей аралык бар. Оң жагында сиз баштапкы ылдамдыкты, убакытты жана ылдамданууну таба аласыз. Плюс белгиси шарттуу гана, анткени объекттин жайлоо процессинде акселерация терс скалярдык мааниге ээ болушу мүмкүн. Жалпысынан алганда, кыймылдын кинематикасы ылдамдыктын бир түрүнүн болушун билдирет, биз дайыма “баштапкы”, “акыркы”, “запалык” деп айтабыз. Заматта ылдамдык белгилүү бир убакта пайда болот. Бирок, эгер сиз ушундай деп ойлосоңуз, анда акыркы же баштапкы компоненттер анын өзгөчө көрүнүштөрүнөн башка эч нерсе эмес, туурабы? "Кинематика" темасы мектеп окуучуларынын сүйүктүү темасы болсо керек, анткени ал жөнөкөй жана кызыктуу.
Көйгөйлөрдүн мисалдары
Жөнөкөй кинематикада такыр башка тапшырмалардын бүт категориялары бар. Алардын баары тигил же бул жол менен материалдык чекиттин кыймылы менен байланышкан. Мисалы, кээ бирлеринде дененин белгилүү бир убакытта басып өткөн жолун аныктоо талап кылынат. Бул учурда, баштапкы ылдамдык жана ылдамдануу сыяктуу параметрлер белгилүү болушу мүмкүн. Же, балким, студентке тапшырма берилет, ал жөн гана дененин ылдамдануусун билдирүү жана эсептөө зарылчылыгынан турат. Мисал келтирели. Машина статикалык абалдан башталат. Эгерде анын ылдамдыгы үч метр болсо, ал 5 секундада канча аралыкты басып өтүүгө үлгүрөт?экинчи квадратка бөлүнгөнбү?
Бул маселени чечүү үчүн бизге S=VoT + ^2/2 формуласы керек. Биз ага жеткиликтүү маалыматтарды жөн гана алмаштырабыз. Бул тездетүү жана убакыт. Баштапкы ылдамдык нөл болгондуктан, Vot термини нөлгө бараарын эске алыңыз. Ошентип, биз 75 метр сандык жооп алабыз. Болду, маселе чечилди.
Натыйжалар
Ошентип, биз фундаменталдык принциптерди жана аныктамаларды аныктадык, формулага мисал келтирдик жана бул бөлүмдүн жаралуу тарыхы жөнүндө сүйлөштүк. Жетинчи класста физика сабагында түшүнүгү киргизилген кинематика релятивисттик (классикалык эмес) бөлүмдүн алкагында тынымсыз өркүндөтүлүүнү улантууда.
