kinematiikka

Selitämme, mikä on kinematiikka ja mikä on tämän fysiikan haaran lähtökohta. Kinematiikan elementit ja esimerkit sovelluksesta.

1. Mikä on kinematiikka?

Fysiikka on fysiikan haara, joka tutkii kiinteiden esineiden liikettä ja niiden kulkua ajan funktiona ottamatta huomioon sitä motivoivien voimien alkuperää . Tätä varten otetaan huomioon liikkuvan esineen nopeus (siirtymä käytetyn ajan välillä) ja kiihtyvyys (nopeuden muutos käytetyn ajan välillä).

Kinematiikan juuret juontavat muinaiseen tähtitieteen vaiheeseen, jolloin Galileo Galilein kaltaiset tähtitieteilijät ja filosofit seurasivat pallojen liikettä kaltevilla koneilla ja vapaalla pudotuksella Ymmärrä taivaan tähteä liikkuminen. Nämä tutkimukset yhdessä Nicol Copernico, Tycho Brahen ja Johannes Keplerin kanssa palvelivat viittauksena Isaac Newtoniin hänen kolmen liikettä koskevan lainsa muotoilussa, ja kaikki tämä yhdessä perustama, jo 1800-luvun alussa, Moderni kinematiikka.

Ranskan Jean Le Rondin d Alembertin, Leonhard Eulerin ja Andr -Marie Amp re: n panos oli avainasemassa tämän tieteen aloittamisessa, jonka Amp rist kastoi itse elokuvallisena (kreikasta kin, liikuta, liikuta).

Albert Einsteinin myöhemmin suhteellisuudesta johtuva postulaatio kääntäisi tutkimuksen ümber ja löysi relativistisen kinematiikan, jossa aika ja tila eivät ole absoluuttisia ulottuvuuksia, kuten s on valon nopeus.

Se voi palvella sinua: Inertia.

1. Kinematiikan elementit

Kinematiikan peruselementit ovat kolme: tila, aika ja matkapuhelin . Meidän on otettava huomioon, että klassisessa mekaniikassa kaksi ensimmäistä, aika ja tila, ovat absoluuttisia ulottuvuuksia, riippumattomia liikkuvasta ja ennen sen olemassaoloa, samoin kuin kaikista havaittavissa olevista fysikaalisista ilmiöistä.

Avaruutta edustaa siis euklidinen avaruus. Aikaa pidetään ainutlaatuisena millä tahansa maailmankaikkeuden alueella, ja matkapuhelin voi olla mikä tahansa liikkeessä oleva keho . Itse asiassa yksinkertaisimmat matkapuhelimet ovat hiukkasia (ja niiden tutkimus avaa hiukkasten kinematiikan kentän), mutta useammin sitä pidetään jäykänä kiinteänä aineena (hiukkasjärjestelmän kanssa analoginen).

Tässä mielessä klassinen kinematiikka harkitsee seuraavia liiketyyppejä:

• Yhtenäinen suoraviivainen liike . Keho kulkee vakaalla nopeudella V, kiihtyvyydellä 0 koko ajan, suorassa linjassa.
• Tasaisesti kiihdytetty suoraviivainen liike . Keho liikkuu nopeudella, joka vaihtelee lineaarisesti, koska sen kiihtyvyys on vakio ajan edetessä.
• Yksinkertainen harmoninen liike Se on jaksollista edestakaista liikettä, jossa kehon värähtelee tasapainopisteen ympäri tiettyyn suuntaan ja säännöllisissä aikayksiköissä.
• Parabolinen liike Tämä on kahden erilaisen suoraviivaisen liikkeen koostumus: yksi vaaka- ja vakionopeus ja toinen pystysuora ja tasaisesti kiihdytetty.
• Yhtenäinen pyöreä liike Kuten nimestä voi päätellä, juuri liike vetää täydelliset ympyrät polulleen pitäen nopeuden muuttumattomassa ajassa.
• Tasaisesti kiihdytetty pyöreä liike . Se on sama kuin tasaisesti kiihdytetty suoraviivainen, vain ympyröissä.
• Monimutkainen harmoninen liike Se on monien yksinkertaisten harmonisten liikkeiden yhdistelmällinen tulos eri suuntiin.

1. Esimerkkejä kinematiikasta

Suurin osa tunnetuista maanpinnan liikkeistä on hyviä esimerkkejä kinematiikan tutkimuksista. Esimerkiksi ruumiin pudotus on liike, jota kiihdyttää tasaisesti painovoima, joka painaa painonsa alaspäin.

Toinen mahdollinen esimerkki on kimmoisasta, kuten jousesta, ripustettu kappale, jonka liike on yksinkertainen tai monimutkainen harmoninen riippuen siihen kohdistuvista voimista.

Lopuksi, kellon käsien tai löysän esineen liike sentrifugin sisällä (ehkä pesukoneessa olevat vaatteet) mahdollistaa yhdenmukaisen tai kiihdytetyn pyöreän liikkeen kuvaamisen.