Apa konsep dasar kinematika? Apa ilmu ini dan apa yang dipelajarinya? Hari ini kita akan berbicara tentang apa itu kinematika, apa konsep dasar kinematika yang terjadi dalam tugas dan apa artinya. Selain itu, mari kita bicara tentang jumlah yang paling sering kita tangani.
Kinematika. Konsep dan definisi dasar
Pertama, mari kita bicara tentang apa itu. Salah satu bagian fisika yang paling banyak dipelajari dalam kursus sekolah adalah mekanika. Ini diikuti dalam urutan yang tidak terbatas oleh fisika molekuler, listrik, optik, dan beberapa cabang lain, seperti, misalnya, fisika nuklir dan atom. Tapi mari kita lihat lebih dekat mekanismenya. Cabang fisika ini berkaitan dengan studi tentang gerak mekanis benda. Ini menetapkan beberapa pola dan mempelajari metodenya.
Kinematika sebagai bagian dari mekanika
Yang terakhir ini dibagi menjadi tiga bagian: kinematika, dinamika dan statika. Ketiga subsains ini, jika Anda bisa menyebutnya demikian, memiliki beberapa kekhasan. Misalnya, statika mempelajari aturan keseimbangan sistem mekanik. Asosiasi dengan timbangan segera muncul di benak. Dinamika mempelajari hukum gerak benda, tetapi pada saat yang sama memperhatikan gaya yang bekerja padanya. Tetapi kinematika melakukan hal yang sama, hanya gaya yang tidak diperhitungkan. Akibatnya, massa benda yang sama tidak diperhitungkan dalam tugas.
Konsep dasar kinematika. Gerakan mekanis
Materi dalam ilmu ini adalah materi. Ini dipahami sebagai tubuh, yang dimensinya, dibandingkan dengan sistem mekanis tertentu, dapat diabaikan. Apa yang disebut benda ideal ini mirip dengan gas ideal, yang dibahas dalam bagian fisika molekuler. Secara umum, konsep titik material, baik dalam mekanika pada umumnya maupun dalam kinematika pada khususnya, memegang peranan yang cukup penting. Gerakan translasi yang paling sering dianggap.
Apa artinya dan apa artinya?
Biasanya gerakan dibagi menjadi rotasi dan translasi. Konsep dasar kinematika gerak translasi terutama berkaitan dengan besaran yang digunakan dalam rumus. Kita akan membicarakannya nanti, tapi untuk sekarang mari kita kembali ke jenis gerakannya. Jelas bahwa jika kita berbicara tentang rotasi, maka tubuh berputar. Dengan demikian, gerakan translasi akan disebut gerakan tubuh pada bidang datar atau linier.
Dasar teori untuk memecahkan masalah
Kinematika, konsep dan formula dasar yang sedang kita pertimbangkan sekarang, memiliki banyak tugas. Ini dicapai melalui kombinatorik biasa. Salah satu metode keragaman di sini adalah mengubah kondisi yang tidak diketahui. Satu dan masalah yang sama dapat disajikan dalam cahaya yang berbeda hanya dengan mengubah tujuan solusinya. Hal ini diperlukan untuk menemukan jarak, kecepatan, waktu, percepatan. Seperti yang Anda lihat, ada banyak sekali pilihan. Jika kita memasukkan kondisi jatuh bebas di sini, ruang menjadi tidak terbayangkan.
Nilai dan rumus
Pertama-tama, mari kita membuat satu reservasi. Seperti diketahui, besaran dapat memiliki sifat ganda. Di satu sisi, nilai numerik tertentu mungkin sesuai dengan nilai tertentu. Namun di sisi lain, bisa juga memiliki arah distribusi. Misalnya, gelombang. Dalam optik, kita dihadapkan pada konsep seperti panjang gelombang. Tetapi jika ada sumber cahaya yang koheren (laser yang sama), maka kita berhadapan dengan seberkas gelombang terpolarisasi bidang. Dengan demikian, gelombang akan sesuai tidak hanya dengan nilai numerik yang menunjukkan panjangnya, tetapi juga dengan arah perambatan tertentu.
Contoh klasik
Kasus seperti itu adalah analogi dalam mekanika. Katakanlah sebuah kereta menggelinding di depan kita. Olehsifat gerakan, kita dapat menentukan karakteristik vektor kecepatan dan percepatannya. Akan sedikit lebih sulit untuk melakukan ini ketika bergerak maju (misalnya, di lantai datar), jadi kami akan mempertimbangkan dua kasus: ketika kereta berguling dan ketika menggelinding ke bawah.
Jadi, mari kita bayangkan gerobaknya naik sedikit miring. Dalam hal ini, itu akan melambat jika tidak ada kekuatan eksternal yang bekerja padanya. Namun keadaan sebaliknya, yaitu pada saat gerobak menggelinding ke bawah maka akan mengalami percepatan. Kecepatan dalam dua kasus diarahkan ke tempat objek bergerak. Ini harus diambil sebagai aturan. Tetapi percepatan dapat mengubah vektor. Ketika melambat, itu diarahkan ke arah yang berlawanan dengan vektor kecepatan. Ini menjelaskan perlambatan. Rantai logis serupa dapat diterapkan pada situasi kedua.
Nilai lain
Kami baru saja berbicara tentang fakta bahwa dalam kinematika mereka beroperasi tidak hanya dengan besaran skalar, tetapi juga dengan besaran vektor. Sekarang mari kita selangkah lebih maju. Selain kecepatan dan percepatan, saat menyelesaikan masalah, karakteristik seperti jarak dan waktu digunakan. Omong-omong, kecepatan dibagi menjadi awal dan sesaat. Yang pertama adalah kasus khusus yang kedua. Kecepatan sesaat adalah kecepatan yang dapat ditemukan pada waktu tertentu. Dan dengan inisial, mungkin, semuanya sudah jelas.
Tugas
Sebagian besar teori telah dipelajari oleh kami sebelumnya di paragraf sebelumnya. Sekarang tinggal memberikan formula dasar. Tetapi kami akan melakukan yang lebih baik lagi: kami tidak hanya akan mempertimbangkan rumus, tetapi juga menerapkannya saat memecahkan masalah untukmenyelesaikan pengetahuan yang diperoleh. Kinematika menggunakan seluruh rangkaian rumus, menggabungkan yang mana, Anda dapat mencapai semua yang Anda butuhkan untuk dipecahkan. Berikut adalah masalah dengan dua kondisi untuk memahami ini sepenuhnya.
Seorang pengendara sepeda melambat setelah melewati garis finis. Butuh lima detik baginya untuk berhenti total. Cari tahu dengan akselerasi apa yang dia perlambat, serta seberapa jauh jarak pengereman yang berhasil dia tempuh. Jarak pengereman dianggap linier, kecepatan akhir diambil sama dengan nol. Saat melintasi garis finis, kecepatannya 4 meter per detik.
Sebenarnya, tugas ini cukup menarik dan tidak sesederhana kelihatannya pada pandangan pertama. Jika kita mencoba mengambil rumus jarak dalam kinematika (S=Vot + (-) (pada ^ 2/2)), maka tidak ada hasil, karena kita akan memiliki persamaan dengan dua variabel. Bagaimana cara melanjutkan dalam kasus seperti itu? Kita dapat menempuh dua cara: pertama hitung percepatannya dengan mensubstitusikan data ke dalam rumus V=Vo - at, atau nyatakan percepatan dari sana dan substitusikan ke dalam rumus jarak. Mari kita gunakan cara pertama.
Jadi, kecepatan akhir adalah nol. Awal - 4 meter per detik. Dengan mentransfer jumlah yang sesuai ke sisi kiri dan kanan persamaan, kami mencapai ekspresi untuk percepatan. Ini dia: a=Vo/t. Jadi, itu akan sama dengan 0,8 meter per detik kuadrat dan akan memiliki karakter pengereman.
Pergi ke rumus jarak. Kami hanya mengganti data ke dalamnya. Kami mendapatkan jawabannya: jarak berhenti adalah 10 meter.
