KINEMATICS: KASAYSAYAN, MGA PRINSIPYO, PORMULA, EHERSISYO - PISIKAL - 2025

Ang kinematics ay (higit na partikular sa mga klasikal na mekanika) na lugar ng pisika na nagmamalasakit na pag-aralan ang paggalaw ng mga katawan nang hindi isinasaalang-alang ang mga sanhi nito. Nakatuon ito sa pag-aaral ng mga tilapon ng mga katawan sa paglipas ng panahon sa pamamagitan ng paggamit ng mga magnitude tulad ng pag-aalis, bilis, at pagbibilis.

Ang ilan sa mga isyu na sakop ng kinematics ay ang bilis kung saan naglalakbay ang isang tren, oras na kinakailangan para sa isang bus na maabot ang patutunguhan nito, ang pagpabilis na kinakailangan ng isang eroplano sa oras ng pag-take-off upang maabot ang kinakailangang bilis upang mag-alis. bukod sa iba pa.

Upang gawin ito, ang mga kinematics ay gumagamit ng isang coordinate system na nagbibigay-daan sa mga inilahad na inilarawan. Ang spatial coordinate system na ito ay tinatawag na reference system. Ang sangay ng pisika na may kinalaman sa pag-aaral ng mga paggalaw na isinasaalang-alang ang kanilang mga sanhi (pwersa), ay dinamika.

Kasaysayan

Etymologically, ang salitang kinematics ay nagmula sa salitang Greek na κινηματικος (kynēmatikos), na nangangahulugang paggalaw o pag-aalis. Hindi nakakagulat, ang unang tala ng mga pag-aaral sa paggalaw ay tumutugma sa mga pilosopo at astronomo ng Greek.

Gayunpaman, hindi hanggang sa ika-apatnapu't siglo nang lumitaw ang mga unang konsepto sa kinematics, na nasa loob ng doktrina ng intensity ng mga form o teorya ng mga kalkulasyon (pagkalkula). Ang mga pagpapaunlad na ito ay ginawa ng mga siyentipiko na si William Heytesbury, Richard Swineshead, at Nicolas Oresme.

Nang maglaon, sa paligid ng taong 1604, isinasagawa ni Galileo Galilei ang kanyang pag-aaral sa kilusan sa libreng pagkahulog ng mga katawan, at ng mga spheres sa mga hilig na eroplano.

Kabilang sa iba pang mga bagay, interesado si Galileo na maunawaan kung paano lumipat ang mga planeta at mga kanyon na mga projectiles.

Kontribusyon ni Pierre Varignon

Ang simula ng mga modernong kinematics ay itinuturing na naganap kasama ang pagtatanghal ni Pierre Varignon noong Enero 1700 sa Royal Academy of Sciences sa Paris.

Sa pagtatanghal na ito ay nagbigay siya ng isang kahulugan ng konsepto ng pagpabilis at ipinakita kung paano ito maaaring maibawas mula sa agarang bilis, gamit lamang ang calculus na kaugalian.

Partikular, ang mga salitang kinematics ay pinahusay ni André-Marie Ampère, na tinukoy kung ano ang mga nilalaman ng mga kinematics at inilagay ito sa loob ng larangan ng mga mekanika.

Sa wakas, sa pag-unlad ni Albert Einstein ng Teorya ng Espesyal na Pakikipag-ugnay, nagsimula ang isang bagong panahon; Ito ang kilala bilang relativistic kinematics, kung saan ang espasyo at oras ay wala nang ganap na karakter.

Ano ang pinag-aaralan mo?

Ang mga kinematics ay nakatuon sa pag-aaral ng paggalaw ng mga katawan nang hindi nagpapasuri sa mga sanhi nito. Para sa mga ito ay ginagamit niya ang paggalaw ng isang materyal na punto, bilang isang mainam na representasyon ng katawan sa paggalaw.

Simula

Ang paggalaw ng mga katawan ay pinag-aralan mula sa punto ng view ng isang tagamasid (panloob o panlabas) sa loob ng balangkas ng isang sistema ng sanggunian. Sa gayon, ipinapahiwatig ng matematika ng kinematics kung paano gumagalaw ang katawan mula sa pagkakaiba-iba ng mga coordinate ng posisyon ng katawan sa oras.

Sa ganitong paraan, ang pagpapaandar na nagpapahintulot sa pagpapahayag ng tilapon ng katawan ay hindi lamang nakasalalay sa oras, ngunit nakasalalay din sa bilis at pagbilis.

Sa klasikal na puwang ng mekanikal ay isinasaalang-alang bilang isang ganap na puwang. Samakatuwid, ito ay isang puwang na independiyenteng mga materyal na katawan at ang kanilang paglipat. Gayundin, isinasaalang-alang na ang lahat ng mga pisikal na batas ay natutupad sa anumang rehiyon ng kalawakan.

Sa parehong paraan, isinasaalang-alang ng mga mekanikal na klasiko na ang oras ay isang ganap na oras na pumasa sa parehong paraan sa anumang rehiyon ng kalawakan, anuman ang paggalaw ng mga katawan at anumang pisikal na kababalaghan na maaaring mangyari.

Mga formula at equation

Bilis

Ang bilis ay ang kadakilaan na nagbibigay-daan sa amin upang maiugnay ang puwang na naglakbay at oras na ginagamit upang maglakbay dito. Ang bilis ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkuha ng posisyon na may kaugnayan sa oras.

v = ds / dt

Sa formula na ito ay kumakatawan sa posisyon ng katawan, v ay ang bilis ng katawan at t ay oras.

Pagpapabilis

Ang bilis ay ang kadakilaan na ginagawang posible upang maiugnay ang pagkakaiba-iba ng bilis sa oras. Ang pagbilis ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagkakaroon ng bilis na may paggalang sa oras.

a = dv / dt

Sa equation na ito ay kumakatawan sa pagpabilis ng gumagalaw na katawan.

Unipormeng kilusan ng linya

Tulad ng iminumungkahi ng pangalan nito, ito ay isang kilusan kung saan nangyayari ang paggalaw sa isang tuwid na linya. Dahil ito ay uniporme, ito ay isang paggalaw kung saan ang tulin ay pare-pareho at kung saan, samakatuwid, ang pagpabilis ay zero. Ang equation ng pantay na rectilinear motion ay:

s = s ₀ + v / t

Sa formula na ito _{0 ay} kumakatawan sa paunang posisyon.

Hindi pantay na pinabilis na paggalaw ng rectilinear

Muli, ito ay isang kilusan kung saan nangyayari ang paggalaw sa isang tuwid na linya. Dahil ito ay pantay na pinabilis, ito ay isang kilusan kung saan ang bilis ay hindi palagi, dahil nag-iiba ito bilang isang bunga ng pagbilis. Ang mga equation ng pantay na pinabilis na paggalaw ng rectilinear ay ang mga sumusunod:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0.5 ∙ sa ²

Sa mga v _{0 na} ito ang paunang tulin at ang pagpabilis.

Nalutas ang ehersisyo

Ang equation ng paggalaw ng isang katawan ay ipinahayag ng mga sumusunod na expression: s (t) = 10t + t ² . Alamin:

a) Ang uri ng paggalaw.

Ito ay isang pantay na pinabilis na paggalaw, dahil mayroon itong palaging pagbilis ng 2 m / s ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s ²

b) Ang posisyon 5 segundo pagkatapos simulan ang kilusan.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 m

c) Ang bilis kapag 10 segundo ay lumipas mula nang magsimula ang kilusan.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) Ang oras na kinakailangan upang maabot ang isang bilis ng 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Mga Sanggunian

1. Resnik, Halliday & Krane (2002). Dami ng Pisika 1. Cecsa.
2. Thomas Wallace Wright (1896). Mga Elemento ng Mekanika Kabilang ang Kinematics, Kinetics at Statics. E at FN Spon.
3. PP Teodorescu (2007). Kinematics. Mga Sistema ng Mekanikal, Mga Modelong Klasikal: Mekanikal na Bahagi. Springer.
4. Kinematics. (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 28, 2018, mula sa es.wikipedia.org.
5. Kinematics. (nd). Sa Wikipedia. Nakuha noong Abril 28, 2018, mula sa en.wikipedia.org.