แนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์คืออะไร? วิทยาศาสตร์นี้คืออะไรและศึกษาอะไร? วันนี้เราจะมาพูดถึงว่าจลนศาสตร์คืออะไร แนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์ที่เกิดขึ้นในงานคืออะไร และหมายถึงอะไร นอกจากนี้ มาพูดถึงปริมาณที่เราจัดการบ่อยที่สุดกันดีกว่า
จลนศาสตร์. แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความ
เดี๋ยวก่อนว่ามันคืออะไร หนึ่งในวิชาฟิสิกส์ที่มีการศึกษามากที่สุดในหลักสูตรของโรงเรียนคือวิชากลศาสตร์ ตามด้วยฟิสิกส์ระดับโมเลกุล ไฟฟ้า ทัศนศาสตร์ และสาขาอื่นๆ เช่น ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์ปรมาณู แต่มาดูกลไกกันดีกว่า ฟิสิกส์สาขานี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเคลื่อนที่เชิงกลของร่างกาย มันกำหนดรูปแบบบางอย่างและศึกษาวิธีการของมัน
จลนศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของกลไก
ส่วนหลังแบ่งออกเป็นสามส่วน: จลนศาสตร์, ไดนามิกและสถิตยศาสตร์ สามศาสตร์ย่อยนี้ ถ้าคุณสามารถเรียกมันว่า มีลักษณะเฉพาะบางอย่าง ตัวอย่างเช่น สถิตยศาสตร์ศึกษากฎสำหรับความสมดุลของระบบเครื่องกล การเชื่อมโยงกับตาชั่งเข้ามาในใจทันที พลวัตศึกษากฎการเคลื่อนที่ของร่างกาย แต่ในขณะเดียวกันก็ให้ความสนใจกับแรงที่กระทำต่อพวกมัน แต่จลนศาสตร์ก็ทำเช่นเดียวกัน ไม่คำนึงถึงแรงเท่านั้น จึงไม่นำมวลของร่างเดียวกันมาพิจารณาในงาน
แนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์ การเคลื่อนไหวทางกล
วิชาในศาสตร์นี้เป็นประเด็นสำคัญ เป็นที่เข้าใจกันว่าร่างกายสามารถละเลยขนาดเมื่อเทียบกับระบบกลไกบางอย่างได้ ร่างกายในอุดมคติที่เรียกว่าอุดมคตินี้คล้ายกับก๊าซในอุดมคติซึ่งพิจารณาในส่วนของฟิสิกส์ระดับโมเลกุล โดยทั่วไป แนวความคิดของประเด็นวัสดุทั้งในกลศาสตร์โดยทั่วไปและโดยเฉพาะอย่างยิ่งจลนศาสตร์มีบทบาทค่อนข้างสำคัญ การเคลื่อนไหวเชิงการแปลที่ถือว่าบ่อยที่สุด
มันหมายความว่าอะไรและเป็นไปได้อย่างไร
โดยปกติการเคลื่อนไหวจะแบ่งออกเป็นแบบหมุนและแบบแปลน แนวคิดพื้นฐานของจลนศาสตร์ของการเคลื่อนที่เชิงแปลนั้นส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับปริมาณที่ใช้ในสูตร เราจะพูดถึงพวกเขาในภายหลัง แต่ตอนนี้ขอกลับไปที่ประเภทของการเคลื่อนไหว เป็นที่ชัดเจนว่าถ้าเรากำลังพูดถึงการหมุนร่างกายก็จะหมุนดังนั้นการเคลื่อนที่แบบแปลนจะเรียกว่าการเคลื่อนที่ของร่างกายในระนาบหรือเชิงเส้น
พื้นฐานทางทฤษฎีในการแก้ปัญหา
Kinematics แนวคิดและสูตรพื้นฐานที่เรากำลังพิจารณาอยู่ในขณะนี้ มีงานจำนวนมาก สิ่งนี้ทำได้โดยการใช้ combinatorics ตามปกติ วิธีความหลากหลายประการหนึ่งที่นี่คือการเปลี่ยนแปลงเงื่อนไขที่ไม่รู้จัก ปัญหาเดียวกันสามารถนำเสนอในรูปแบบที่แตกต่างกันโดยเพียงแค่เปลี่ยนวัตถุประสงค์ของการแก้ปัญหา ต้องหาระยะทาง ความเร็ว เวลา ความเร่ง อย่างที่คุณเห็นมีตัวเลือกมากมาย หากเรารวมเงื่อนไขของการตกอย่างอิสระไว้ที่นี่ พื้นที่ก็จะเป็นไปไม่ได้เลย
ค่าและสูตร
ก่อนอื่น มาทำการจองกันก่อน ดังที่ทราบกันดีว่าปริมาณสามารถมีลักษณะเป็นคู่ได้ ในอีกด้านหนึ่ง ค่าตัวเลขบางอย่างอาจสอดคล้องกับค่าบางอย่าง แต่ในทางกลับกัน มันก็มีทิศทางการกระจายได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่นคลื่น ในทัศนศาสตร์ เรากำลังเผชิญกับแนวคิดเช่นความยาวคลื่น แต่ถ้ามีแหล่งกำเนิดแสงที่สอดคล้องกัน (เลเซอร์ตัวเดียวกัน) แสดงว่าเรากำลังเผชิญกับลำแสงโพลาไรซ์ของระนาบ ดังนั้น คลื่นจะไม่เพียงสอดคล้องกับค่าตัวเลขที่ระบุความยาวเท่านั้น แต่ยังสอดคล้องกับทิศทางการแพร่กระจายที่กำหนดด้วย
ตัวอย่างคลาสสิก
กรณีดังกล่าวมีความคล้ายคลึงกันในกลไก สมมุติว่าเกวียนกำลังกลิ้งอยู่ข้างหน้าเรา โดยธรรมชาติของการเคลื่อนไหว เราสามารถกำหนดลักษณะเวกเตอร์ของความเร็วและความเร่งของมันได้ การทำเช่นนี้จะยากขึ้นเล็กน้อยเมื่อก้าวไปข้างหน้า (เช่น บนพื้นราบ) ดังนั้นเราจะพิจารณาสองกรณี: เมื่อรถเข็นม้วนขึ้นและเมื่อมันกลิ้งลง
ลองนึกภาพว่าเกวียนเอียงขึ้นเล็กน้อย ในกรณีนี้ มันจะช้าลงหากไม่มีแรงภายนอกกระทำการใดๆ แต่ในสถานการณ์ย้อนกลับ กล่าวคือ เมื่อเกวียนกลิ้งลงก็จะเร่งขึ้น ความเร็วในสองกรณีจะมุ่งตรงไปยังตำแหน่งที่วัตถุกำลังเคลื่อนที่ นี้ควรจะเป็นกฎ แต่ความเร่งสามารถเปลี่ยนเวกเตอร์ได้ เมื่อลดความเร็ว มันจะมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับเวกเตอร์ความเร็ว สิ่งนี้อธิบายการชะลอตัว ห่วงโซ่ตรรกะที่คล้ายกันสามารถนำมาใช้กับสถานการณ์ที่สองได้
ค่าอื่นๆ
เราเพิ่งพูดถึงข้อเท็จจริงที่ว่าในจลนศาสตร์ พวกมันทำงานไม่เพียงกับปริมาณสเกลาร์ แต่ยังรวมถึงเวกเตอร์ด้วย ทีนี้มาก้าวต่อไปอีกขั้นหนึ่ง นอกจากความเร็วและความเร่งแล้ว ในการแก้ปัญหายังใช้คุณลักษณะต่างๆ เช่น ระยะทางและเวลา โดยวิธีการที่ความเร็วแบ่งออกเป็นเริ่มต้นและทันที กรณีแรกเป็นกรณีพิเศษของกรณีที่สอง ความเร็วชั่วพริบตาคือความเร็วที่สามารถพบได้ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง และด้วยการเริ่มต้น ทุกอย่างก็ชัดเจน
งาน
เราศึกษาทฤษฎีส่วนใหญ่ก่อนหน้านี้ในย่อหน้าก่อนหน้า ตอนนี้เหลือเพียงการให้สูตรพื้นฐานเท่านั้น แต่เราจะทำให้ดียิ่งขึ้นไปอีก: เราจะไม่เพียงแค่พิจารณาสูตรเท่านั้น แต่ยังใช้สูตรเหล่านี้ในการแก้ปัญหาเพื่อที่จะเสร็จสิ้นความรู้ที่ได้รับ Kinematics ใช้สูตรทั้งชุด รวมกันซึ่งคุณสามารถบรรลุทุกสิ่งที่คุณต้องการในการแก้ปัญหา นี่คือปัญหาที่มีสองเงื่อนไขในการทำความเข้าใจสิ่งนี้อย่างสมบูรณ์
นักปั่นจักรยานช้าลงหลังจากเข้าเส้นชัย เขาใช้เวลาห้าวินาทีในการหยุดโดยสมบูรณ์ ค้นหาว่าเขาลดความเร็วด้วยอัตราเร่งเท่าใด รวมทั้งระยะเบรกที่เขาสามารถเบรกได้มากเพียงใด ระยะเบรกถือเป็นเส้นตรง ความเร็วสุดท้ายเท่ากับศูนย์ ขณะข้ามเส้นชัย ความเร็ว 4 เมตรต่อวินาที
อันที่จริง งานค่อนข้างน่าสนใจและไม่ง่ายอย่างที่เห็นในแวบแรก ถ้าเราพยายามหาสูตรระยะทางเป็นจลนศาสตร์ (S=Vot + (-) (ที่ ^ 2/2)) ก็จะไม่มีอะไรเกิดขึ้น เพราะเราจะมีสมการที่มีตัวแปรสองตัว กรณีดังกล่าวจะดำเนินการอย่างไร? เราสามารถไปได้สองวิธี: ขั้นแรกให้คำนวณความเร่งโดยแทนที่ข้อมูลลงในสูตร V=Vo - at หรือแสดงความเร่งจากตรงนั้นแล้วแทนที่ลงในสูตรระยะทาง มาใช้วิธีแรกกัน
ความเร็วสุดท้ายเป็นศูนย์ เริ่มต้น - 4 เมตรต่อวินาที โดยการถ่ายโอนปริมาณที่สอดคล้องกันไปยังด้านซ้ายและด้านขวาของสมการ เราจะได้นิพจน์สำหรับการเร่งความเร็ว นี่คือ: a=Vo/t ดังนั้นจะเท่ากับ 0.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสองและจะมีอักขระเบรก
ไปสูตรระยะทาง. เราเพียงแค่แทนที่ข้อมูลลงไป ได้คำตอบแล้ว ระยะหยุด 10 เมตร