Apa itu kinematika? Ini adalah subbidang mekanika yang mempelajari metode matematis dan geometris untuk menggambarkan gerakan benda yang diidealkan. Mereka jatuh ke dalam beberapa kategori. Topik artikel hari ini akan menjadi aspek yang entah bagaimana terkait dengan konsep "kinematika titik". Kami akan membahas banyak topik, tetapi kami akan mulai dengan konsep dan penjelasan paling mendasar tentang penerapannya di area ini.
Objek apa yang dipertimbangkan?
Jika kinematika adalah cabang fisika yang mempelajari cara menggambarkan gerakan benda dalam ruang dengan ukuran berbeda, maka Anda perlu mengoperasikannya dengan benda itu sendiri, bukan? Untuk memahami dengan cepat apa yang dipertaruhkan, Anda dapat menemukan pelajaran multimedia yang dirancang untuk siswa. Kinematika umumnya mudah dipahami, jika Anda memahami dasar-dasarnya. Ketika Anda berkenalan dengan mereka, Anda akan melihat bahwa dalam teori ada informasi bahwa cabang fisika ini mempelajari hukum gerak benda-benda material.poin. Perhatikan bagaimana definisi objek digeneralisasi. Di sisi lain, titik material bukan satu-satunya objek yang dipertimbangkan oleh kinematika. Cabang fisika ini mempelajari prinsip-prinsip gerak benda tegar mutlak dan fluida ideal. Sangat sering ketiga konsep ini digabungkan menjadi satu, hanya mengatakan "objek ideal". Idealisasi dalam hal ini diperlukan untuk konvensi perhitungan dan penyimpangan dari kemungkinan kesalahan sistematis. Jika Anda melihat definisi titik material, Anda akan melihat bahwa berikut ini tertulis tentangnya: ini adalah benda yang dimensinya dapat diabaikan dalam situasi yang sesuai. Hal ini dapat dipahami sebagai berikut: dibandingkan dengan jarak yang ditempuh, dimensi linier benda dapat diabaikan.
Apa yang digunakan untuk mendeskripsikan?
Seperti yang disebutkan sebelumnya, kinematika adalah subbagian dari mekanika yang mempelajari bagaimana menggambarkan gerakan suatu titik. Tetapi jika demikian, apakah itu berarti bahwa beberapa konsep dan prinsip dasar, seperti yang aksiomatik, diperlukan untuk melakukan operasi semacam itu? Ya. Dan dalam kasus kami, mereka. Pertama, dalam kinematika adalah aturan untuk menyelesaikan masalah tanpa melihat kembali gaya yang bekerja pada titik material. Kita semua tahu betul bahwa tubuh akan mempercepat atau memperlambat jika gaya tertentu bekerja padanya. Dan kinematika adalah subbagian yang memungkinkan Anda beroperasi dengan akselerasi. Namun, sifat kekuatan yang muncul tidak dipertimbangkan di sini. Untuk menggambarkan gerakan, digunakan metode analisis matematis, geometri linier dan spasial, danjuga aljabar. Kisi-kisi koordinat dan koordinat itu sendiri juga memainkan peran tertentu. Tapi kita akan membicarakannya nanti.
Sejarah Penciptaan
Karya pertama tentang kinematika disusun oleh ilmuwan besar Aristoteles. Dialah yang membentuk beberapa prinsip dasar industri ini. Dan meskipun karya dan kesimpulannya mengandung sejumlah pendapat dan refleksi yang salah, karya-karyanya masih sangat berharga bagi fisika modern. Karya-karya Aristoteles kemudian dipelajari oleh Galileo Galilei. Dia melakukan eksperimen terkenal dengan Menara Miring Pisa, ketika dia menyelidiki hukum proses jatuh bebas suatu benda. Setelah mempelajari segala sesuatu di dalam dan di luar, Galileo membuat refleksi dan kesimpulan Aristoteles dikritik keras. Misalnya, jika yang terakhir menulis bahwa gaya adalah penyebab gerak, Galileo membuktikan bahwa gaya adalah penyebab percepatan, tetapi bukan berarti benda akan bergerak dan mulai bergerak. Menurut Aristoteles, sebuah benda dapat memperoleh kecepatan hanya jika dikenai gaya tertentu. Tetapi kita tahu bahwa pendapat ini salah, karena ada gerak translasi beraturan. Ini sekali lagi dibuktikan dengan rumus kinematika. Dan kita akan beralih ke pertanyaan berikutnya.
Kinematika. Fisika. Konsep dasar
Ada sejumlah prinsip dan definisi mendasar di bagian ini. Mari kita mulai dengan yang utama.
Gerakan mekanis
Mungkin, dari bangku sekolah kami mencoba meletakkan ide tentang apa yang bisa dianggap sebagai gerakan mekanis. Kami menghadapinya setiap hari, setiap jam, setiap detik. Kami akan mempertimbangkan gerak mekanis sebagai proses yang terjadi dalam ruang dari waktu ke waktu, yaitu, perubahan posisi benda. Pada saat yang sama, relativitas sering diterapkan pada proses, yaitu, mereka mengatakan bahwa posisi, katakanlah, benda pertama telah berubah relatif terhadap posisi benda kedua. Mari kita bayangkan bahwa kita memiliki dua mobil di garis start. Lampu hijau operator atau lampu menyala - dan mobil lepas landas. Pada awalnya sudah ada perubahan posisi. Selain itu, Anda dapat membicarakan hal ini untuk waktu yang lama dan membosankan: tentang pesaing, tentang garis start, tentang penonton tetap. Tapi mungkin idenya jelas. Hal yang sama dapat dikatakan tentang dua orang yang pergi ke satu arah atau ke arah yang berbeda. Posisi masing-masing relatif terhadap yang lain berubah setiap saat.
Sistem referensi
Kinematika, fisika - semua ilmu ini menggunakan konsep dasar seperti kerangka acuan. Faktanya, ini memainkan peran yang sangat penting dan digunakan dalam masalah praktis hampir di mana-mana. Dua komponen penting lainnya dapat dihubungkan dengan kerangka acuan.
Koordinat kisi dan koordinat
Yang terakhir tidak lebih dari kumpulan angka dan huruf. Menggunakan pengaturan logis tertentu, kita dapat membuat sendirikisi koordinat satu dimensi atau dua dimensi, yang akan memungkinkan kita untuk memecahkan masalah paling sederhana dalam mengubah posisi titik material selama periode waktu tertentu. Biasanya, dalam praktiknya, kisi koordinat dua dimensi digunakan dengan sumbu X ("x") dan Y ("y"). Dalam ruang tiga dimensi, ia menambahkan sumbu Z (“z”), dan dalam ruang satu dimensi, hanya ada X. Artileri dan pengintai sering bekerja dengan koordinat. Dan untuk pertama kalinya kami bertemu mereka di sekolah dasar, ketika kami mulai menggambar segmen dengan panjang tertentu. Bagaimanapun, kelulusan tidak lebih dari penggunaan koordinat untuk menunjukkan awal dan akhir.
Kinematika Kelas 10. Kuantitas
Kuantitas utama yang digunakan dalam menyelesaikan masalah kinematika suatu titik material adalah jarak, waktu, kecepatan, dan percepatan. Mari kita bicara tentang dua yang terakhir secara lebih rinci. Kedua besaran ini adalah vektor. Dengan kata lain, mereka tidak hanya memiliki indikator numerik, tetapi juga arah tertentu yang telah ditentukan. Pergerakan benda akan terjadi searah dengan arah vektor kecepatan. Pada saat yang sama, kita tidak boleh melupakan vektor percepatan jika kita memiliki kasus gerakan yang tidak rata. Percepatan dapat diarahkan ke arah yang sama atau ke arah yang berlawanan. Jika mereka diarahkan bersama, maka tubuh akan mulai bergerak lebih cepat dan lebih cepat. Jika berlawanan, maka benda akan melambat sampai berhenti. Setelah itu, dengan adanya percepatan, tubuh akan memperoleh kecepatan yang berlawanan, yaitu bergerak ke arah yang berlawanan. Semua ini dalam praktiknya sangat, sangat jelas ditunjukkan oleh kinematika. Kelas 10 hanya ituperiode ketika bagian fisika ini cukup diungkapkan.
Rumus
Rumus
Kinematics cukup sederhana baik untuk output maupun untuk menghafal. Misalnya, rumus jarak yang ditempuh suatu benda dalam waktu tertentu adalah sebagai berikut: S=VoT + aT^2/2. Seperti yang kita lihat, di sisi kiri kita memiliki jarak yang sama. Di sisi kanan, Anda dapat menemukan kecepatan awal, waktu dan percepatan. Tanda plus hanya bersyarat, karena percepatan dapat mengambil nilai skalar negatif selama proses perlambatan benda. Secara umum, kinematika gerak menyiratkan keberadaan satu jenis kecepatan, kami terus-menerus mengatakan "awal", "akhir", "seketika". Kecepatan sesaat muncul pada titik waktu tertentu. Tetapi bagaimanapun juga, jika Anda berpikir demikian, maka komponen akhir atau awal tidak lain adalah manifestasi khususnya, bukan? Topik "Kinematika" mungkin menjadi favorit di kalangan anak sekolah, karena sederhana dan menarik.
Contoh soal
Dalam kinematika paling sederhana, ada seluruh kategori tugas yang sangat berbeda. Semuanya terhubung dalam satu atau lain cara dengan pergerakan titik material. Misalnya, dalam beberapa hal diperlukan untuk menentukan jarak yang ditempuh oleh tubuh dalam waktu tertentu. Dalam hal ini, parameter seperti kecepatan awal dan percepatan dapat diketahui. Atau mungkin siswa akan diberikan tugas, yang hanya terdiri dari kebutuhan untuk mengekspresikan dan menghitung percepatan tubuh. Mari kita ambil contoh. Mobil mulai dari posisi statis. Berapa jarak yang harus ia tempuh dalam 5 sekon jika percepatannya tiga meter,dibagi dengan kuadrat kedua?
Untuk menyelesaikan soal ini, kita membutuhkan rumus S=VoT + at^2/2. Kami hanya mengganti data yang tersedia ke dalamnya. Ini akselerasi dan waktu. Perhatikan bahwa istilah Vot akan menjadi nol, karena kecepatan awal adalah nol. Jadi, kami mendapatkan jawaban numerik 75 meter. Itu saja, masalah terpecahkan.
Hasil
Dengan demikian, kami menemukan prinsip dan definisi dasar, memberikan contoh formula dan berbicara tentang sejarah penciptaan subbagian ini. Kinematika, konsep yang diperkenalkan di kelas tujuh dalam pelajaran fisika, terus ditingkatkan secara konstan dalam kerangka bagian relativistik (non-klasik).
