Kinematikhistoria, Principer, Formler, Övningar



den kinematik är fysikens område (mer specifikt klassisk mekanik) som handlar om att studera kroppens rörelse utan att ta hänsyn till orsakerna till det. Det fokuserar på att studera kroppens banor över tiden genom användning av magnituder som förskjutning, hastighet och acceleration.

Några av de frågor som omfattas av kinematik är den hastighet med vilken ett tåg i rörelse, den tid det tar att få en buss till din destination, acceleration kräver en flygplan vid start för att uppnå den hastighet som krävs för start, bland annat.

För detta placerar kinematikerna ett koordinatsystem som gör att banorna kan beskrivas. Detta system för rumsliga koordinater kallas referenssystemet. Grenen av fysik som handlar om studier av rörelser med hänsyn till deras orsaker (krafter) är den dynamiska.

index

  • 1 historia
    • 1.1 Bidrag från Pierre Varignon
  • 2 Vad studerar han??
  • 3 Principer
  • 4 Formler och ekvationer
    • 4,1 hastighet
    • 4.2 Acceleration
    • 4.3 Uniform rätlinjig rörelse
    • 4.4 Enformigt accelererad rätlinjig rörelse
  • 5 Övning löst
  • 6 referenser

historia

Etymologiskt har ordet kinematik sitt ursprung i den grekiska termen κινηματικος (kynēmatikos), vilket betyder rörelse eller förskjutning. Förgäves motsvarar den första registreringen av studier på rörelsen de grekiska filosoferna och astronomerna.

Det var dock inte förrän det fjortonde århundradet då de första begreppen kinematik, som ligger inom läran om intensiteten i sådana former eller teoriberäkningar (calculationes). Dessa utvecklingar gjordes av forskarna William Heytesbury, Richard Swineshead och Nicolás Oresme.

Senare, circa 1604, Galileo Galilei genomfört sina studier av rörelser i fritt fallande kroppar och sfärer på lutande plan.

Galileo var bland annat intresserad av att förstå hur planeterna och kanonprojektilerna rörde sig..

Bidrag från Pierre Varignon

Det anses att början av den moderna kinematiken inträffade med presentationen av Pierre Varignon i januari 1700 vid Royal Academy of Sciences i Paris.

I denna presentation gav han en definition av begreppet acceleration och visade hur det kan härledas från momentan hastighet, med endast differentialberäkningen.

Specifikt den kinematiska begrepp myntat av Andre-Marie Ampere, som specificeras vad innehållet i kinematik ades och placerades inom ramen för mekanik.

Slutligen började en ny period med Albert Einsteins utveckling av Theory of Special Relativity. är det som kallas den relativistiska kinematiken, där utrymme och tid inte längre har absolut karaktär.

Vad studerar han?

Kinematiken fokuserar på studier av kroppens rörelse utan att analysera sina orsaker. Därför använder han rörelsen av en materiell punkt, som en idealisk representation av kroppen i rörelse.

början

Kroppsrörelsen studeras ur observatörens synvinkel (internt eller externt) inom ramen för ett referenssystem. Kinematiken uttrycker således matematiskt hur kroppen rör sig från variationen av koordinaterna för kroppens position med tiden.

På så sätt beror den funktion som tillåter att uttrycka kroppens bana inte bara tiden men beror också på hastigheten och accelerationen.

I klassisk mekanik anses rymden vara ett absolut utrymme. Därför är det ett utrymme oberoende av de materiella kropparna och deras förskjutning. Tänk också på att alla fysiska lagar uppfylls i någon region i rymden.

På liknande sätt, anser klassisk mekanik att tiden är en absolut tid som förflutit på samma sätt i varje område i rymden, oavsett förflyttningen av kropparna och av varje fysiskt fenomen som kan inträffa.

Formler och ekvationer

hastighet

Hastigheten är storleken som tillåter att relatera utrymmet och tiden som spenderas. Hastigheten kan erhållas genom att härleda positionen i förhållande till tiden.

v = ds / dt

I denna formel representerar s kroppens position, v är kroppens hastighet och t är tiden.

acceleration

Acceleration är storleken som tillåter att relatera variationen av hastighet med tiden. Accelerationen kan erhållas genom att härleda hastigheten med hänsyn till tiden.

a = dv / dt

I denna ekvation representerar a accelerationen av kroppen i rörelse.

Uniform rätlinjig rörelse

Som namnet antyder är det en rörelse där förskjutningen sker i en rak linje. Eftersom det är enhetligt är det en rörelse där hastigheten är konstant och i vilket fall accelerationen är noll. Ekvationen för den enhetliga rätlinjiga rörelsen är:

s = s0 + v / t

I denna formel s0 representerar den ursprungliga positionen.

Enformigt accelererad rätlinjig rörelse

Återigen är det en rörelse där förskjutningen sker i en rak linje. Eftersom det är enhetligt accelererat är det en rörelse där hastigheten inte är konstant, eftersom den varierar som en följd av acceleration. Ekvationerna för den likformigt accelererade rätlinjiga rörelsen är följande:

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + v0 ∙ t + 0,5 ∙ a t2

I dessa v0 är initialhastigheten och a är accelerationen.

Bestämd träning

Ekvationen för en kropps rörelse uttrycks av följande uttryck: s (t) = 10t + t2. bestämma:

a) Typ av rörelse.

Det är en enhetligt accelererad rörelse, eftersom den har en konstant acceleration på 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) Placeringen 5 sekunder efter start av rörelsen.

s (5) = 10 × 5 + 52= 75 m

c) Hastigheten när 10 sekunder har gått sedan rörelsen började.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Den tid det tar att nå en hastighet på 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

referenser

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Fysik Volym 1. Cecsa.
  2. Thomas Wallace Wright (1896). Mekaniska delar inklusive kinematik, kinetik och statik. E och FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007). "Kinematics". Mekaniska system, klassiska modeller: partikelmekanik. Springer.
  4. Kinematisk. (N.D.). På Wikipedia. Hämtad den 28 april 2018, från es.wikipedia.org.
  5. Kinematik. (N.D.). På Wikipedia. Hämtad den 28 april 2018, från en.wikipedia.org.