КИНЕМАТИКА: ИСТОРИЈА, ПРИНЦИПИ, ФОРМУЛЕ, ВЕЖБЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Тхе кинематика је (прецизније од класичне механике) област физике кога брига за проучавање кретања тела без узимања у обзир узроке тога. Фокусира се на проучавање путања тела током времена, коришћењем величина као што су померање, брзина и убрзање.

Нека од питања која покрива кинематика су брзина којом воз креће, време које је потребно аутобусу да стигне до одредишта, убрзање које је потребно да авион у тренутку полетања постигне потребну брзину за полијетање, између осталог.

Да би то постигла, кинематика користи координатни систем који омогућава описивање путања. Овај просторни координатни систем назива се референтним системом. Грана физике која се бави проучавањем покрета узимајући у обзир њихове узроке (силе), јесте динамика.

Историја

Етимолошки, реч кинематика потиче од грчког израза κινηματικος (кинематикос), што значи кретање или премештање. Није изненађујуће што први записи о покрету одговарају грчким филозофима и астрономима.

Међутим, тек у четрнаестом веку појавили су се први концепти о кинематикама, који су у оквиру доктрине интензитета облика или теорије израчунавања (израчунавања). Ова дешавања су направили научници Виллиам Хеитесбури, Рицхард Свинесхеад и Ницолас Оресме.

Касније, око 1604. године, Галилео Галилеи је спровео студије о кретању у слободном паду тела и сферама на нагнутим равнинама.

Између осталог, Галилео је био заинтересован да разуме како се планете и топовски пројектили крећу.

Допринос Пиерре Варигнон-а

Сматра се да је почетак модерне кинематике догодио представљањем Пјера Варигнона у јануару 1700. на Краљевској академији наука у Паризу.

У овом излагању дао је дефиницију концепта убрзања и показао како се то може закључити из тренутне брзине, користећи само диференцијални рачун.

Конкретно, појам кинематика сковао је Андре-Марие Ампере, који је прецизирао који је садржај кинематике и ставио је у поље механике.

Коначно, развојем Алберта Еинстеина из Теорије посебне релативности, започео је нови период; То је оно што је познато као релативистичка кинематика, у којем простор и време више немају апсолутни карактер.

Шта учиш?

Кинематика се фокусира на проучавање кретања тела, не улазећи у анализу његових узрока. За то користи кретање материјалне тачке, као идеалан приказ тела у покрету.

Почетак

Кретање тела се проучава са становишта посматрача (унутрашњег или спољашњег) у оквиру референтног система. Тако кинематика математички изражава како се тело помера од варијације координата положаја тела са временом.

На овај начин, функција која омогућава изражавање путање тела не зависи само од времена, већ зависи и од брзине и убрзања.

У класичној механици простор се сматра апсолутним простором. Дакле, то је простор независно од материјалних тела и њиховог померања. Исто тако, сматра да су сви физички закони испуњени у било којој регији простора.

На исти начин класична механика сматра да је време апсолутно време које пролази на исти начин у било којој регији простора, без обзира на кретање тела и било који физички феномен који се може догодити.

Формуле и једначине

Брзина

Брзина је величина која нам омогућава да повежемо путовани простор и време коришћено за његово путовање. Брзина се може добити одређивањем положаја у односу на време.

в = дс / дт

У овој формули с представља положај тела, в је брзина тела и т је време.

Убрзање

Убрзање је величина која омогућава повезивање варијације брзине и времена. Убрзање се може постићи извођењем брзине у односу на време.

а = дв / дт

У овој једначини а представља убрзање тела која се креће.

Равномерно кретање линија

Као што му име каже, то је покрет у којем се покрет одвија у правој линији. Пошто је једноличан, то је кретање у коме је брзина константна и у којем је, дакле, убрзање нула. Једнаџба једноличног правокутног кретања је:

с = с ₀ + в / т

У овој формули с ₀ представља почетни положај.

Равномерно убрзано правоцртно кретање

Опет, то је покрет у којем се покрет одвија у правој линији. Пошто је једнолико убрзано, то је кретање у којем брзина није константна, јер варира као последица убрзања. Једнаџбе равномерно убрзаног правокутног кретања су следеће:

в = в ₀ + а ∙ т

с = с ₀ + в ₀ ∙ т + 0,5 ∙ на ²

У овим в ₀ је почетна брзина и представља убрзање.

Вежба решена

Једначина кретања тела изражава се следећим изразом: с (т) = 10т + т ² . Одреди:

а) Врста кретања

То је једнолико убрзано кретање, јер има константно убрзање 2 м / с ² .

в = дс / дт = 2т

а = дв / дт = 2 м / с ²

б) Положај 5 секунди након покретања покрета.

с (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 м

ц) брзина од када је прошло 10 секунди од покретања покрета.

в = дс / дт = 2т

в (10) = 20 м / с

д) Време потребно за постизање брзине од 40 м / с.

в = 2т

40 = 2 т

т = 40/2 = 20 с

Референце

1. Ресник, Халлидаи & Кране (2002). Физика Свезак 1. Цецса.
2. Тхомас Валлаце Вригхт (1896). Елементи механике, укључујући кинематику, кинетику и статику. Е и ФН Спон.
3. ПП Теодоресцу (2007). Кинематика. Механички системи, класични модели: Механика честица. Спрингер.
4. Кинематика. (нд). У Википедији. Преузето 28. априла 2018. са ес.википедиа.орг.
5. Кинематика. (нд). У Википедији. Преузето 28. априла 2018. са ен.википедиа.орг.