Kinematics ntawm ib cov khoom point: tswv yim, cov ntsiab

Lub npe ntawm peb cov niaj hnub no tus tsab xov xwm yuav ua tau lub kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes. Yuav ua li cas yog nws tag nrho hais txog? Yuav ua li cas tswv yim yuav tshwm sim nyob rau hauv nws, thiab yog dab tsi txhais yuav tsum tau muab rau cov sij hawm no? No thiab lwm yam lus nug hnub no thiab peb yuav sim muab cov lus teb.

Txhais lub tswvyim

Kinematics khoom point yog tsis muaj lwm yam tshaj li cov physics subsection cai "Txhua yam". Nws, nyob rau hauv lem, kawm cov kev cai ntawm cov lus tsa suab ntawm ntau yam lub cev. Kinematics ntawm ib tug cov ntaub ntawv uas taw tes yog tseem muab kev koom tes nyob rau hauv no ua hauj lwm, tab sis nws tsis nyob rau hauv nqe lus dav dav. Nyob rau hauv qhov tseeb, qhov no sub-section tshuaj xyuas txoj kev uas piav txog cov lus tsa suab ntawm lub cev. Nyob rau hauv txoj kev tshawb no yog tsim rau tsuas yog tus thiaj li hu ua idealized lub cev. Cov muaj xws li: ib tug cov ntaub ntawv uas tus taw tes, ib tug nruj heev lub cev thiab ib qho zoo tagnrho roj. Xav txog cov tswv yim nyob rau hauv kom meej. Peb txhua tus yeej paub los ntawm lub tsev kawm ntawv hais tias ib tug cov ntaub ntawv uas taw tes yog hu ua lub cev, qhov luaj li cas ntawm cov uas nyob rau hauv tej muab qhov teeb meem no yuav tsis saib tsis xyuas. Los ntawm txoj kev, lub kinematics ntawm Translational tsab ntawv tsa suab ntawm ib tug cov ntaub ntawv uas taw tes pib tshwm rau thawj lub sij hawm nyob rau hauv qib xya phau ntawv nyob rau hauv physics. Qhov no yog qhov nyuaj ceg, yog li yuav pib acquaintance nrog science, nrog nws cov kev pab nws yog feem ntau yooj yim. Ib tug cais qhov teeb meem yog, dab tsi yog lub ntsiab ntawm lub kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes. Lawv yog cov heev heev, thiab lawv yuav tsum tau conditionally muab faib mus rau hauv ob peb theem nrog sib txawv teeb meem to taub. Yog hais tias peb nrog lawv tham, piv txwv li, lub voos kheej-kheej vector, ces, nyob rau hauv tus, nyob rau hauv nws txhais yog tsis muaj dab tsi prohibitively complex. Txawm li cas los, pom zoo tias nws yog yooj yim npaum li to taub nws yog mus rau lub me nyuam kawm ntawv tshaj qhov nruab nrab me nyuam kawm ntawv los yog high school. Thiab frankly hais lus, muaj yog tsis muaj yuav tsum tau piav qhia txog cov yam ntxwv ntawm lub sij hawm high school cov tub ntxhais kawm.

Ib tug nyuag cov keeb kwm ntawm kinematics

Muaj ntau, tau ntau xyoo dhau los, tus poj Aristotle mob siab tus tsov ntxhuav feem ntawm nws dawb lub sij hawm kawm thiab piav txog physics raws li ib tug nyias muaj nyias ib science. Nyob rau hauv kev nws ua hauj lwm nyob rau hauv lub kinematics, ua kom nws muab pub rau cov ntsiab lus tseem ceeb thiab cov ntsiab lus, ib txoj kev los sis lwm siv nyob rau hauv me nyuam no yuav daws tau cov tswv yim thiab txawm mundane kev pab raws qib. Aristotle muab thawj zaug lub tswv yim ntawm dab tsi yog lub ntsiab ntawm lub kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes. Nws ua hauj lwm thiab sau yog zoo heev rau tag nrho cov tib neeg. Cuaj kaum, nyob rau hauv nws cov lus xaus, nws ua ib tug txiav txim tus naj npawb ntawm uas tsis, thiab qhov teeb meem yog hais tias muaj ib co raug thiab yuam kev. Tej hauj lwm ntawm Aristotle nyob rau hauv nws lub sij hawm los ua xav nyob rau hauv lwm yam zaum - Galileo Galilei. Ib tug ntawm cov yam tseem ceeb theses muab rau pem hauv ntej los ntawm Aristotle, nyeem hais tias lub cev muaj zog tshwm sim xwb nyob rau hauv rooj plaub yog hais tias nws yog ua raws li ib co quab yuam, txiav txim los ntawm cov kev siv thiab cov kev taw qhia. Galileo muaj pov thawj hais tias qhov no yog ib tug yuam kev. Force yuav muaj kev cuam tshuam cov kev ceev chaw, tab sis tsis muaj ntau. Lub Italian pom tias tus quab yuam yog qhov ua rau ntawm lub acceleration, thiab nws yuav ua tau tsuas nrog nrog nws. Galileo Galiley kuj them loj xim rau txoj kev tshawb no ntawm tus txheej txheem ntawm free caij nplooj zeeg, nqa txoj cai lij choj. Tej zaum txhua leej txhua tus nco txog nws nto moo thwmsim, uas nws tau siv ntawm lub pej thuam ntawm Pisa. Nyob rau hauv nws tej hauj lwm, cov kev qhia tswj kinematic kev daws teeb meem siv thiab physicist Ampere.

thawj zaug tswv yim

Raws li hais ua ntej lawm, tus kinematics ntawm kawm ua txoj kev rau piav qhia txog lub suab ntawm idealized khoom. Nyob rau hauv kev xyaum, cov me nyuam yaus tej zaum yuav tsum muaj ntaub ntawv zauv tsom xam, zoo tib yam algebra thiab geometry. Tab sis li cas yog lub ntsiab (cov tswvyim no, thiab tsis muaj txhais thiab parametric qhov tseem ceeb) yog nyob rau lub plawv ntawm no subsection ntawm physics? Ua ntej, txhua leej txhua tus yuav tsum to taub meej hais tias cov kinematics ntawm Translational tsab ntawv tsa suab ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes tsab ntawv tsa suab xav tias yuav tsis suav hwj chim kev ua tau zoo. Hais tias yog, kom daws tau qhov tseem ceeb muaj teeb meem, peb tsis tas yuav cov qauv kev cob cog rua nrog lub hwj chim. Nws tsis yog kinematics, tsis muaj teeb meem ntau npaum li cas ntawm lawv muaj - ib, ob, peb, txawm pua pua txhiab tus. Cuaj kaum, lub hav zoov ntawm acceleration tsis tau muab. Nyob rau hauv ib tug xov tooj ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes zog kinematics teeb meem prescribes txiav txim acceleration nqi. Txawm li cas los, cov ua ntawm no phenomenon (ie, rog thiab lawv qhov) yog tsis suav tias yog, thiab yog omitted.

kev faib

Peb pom hais tias cov kinematics txog thiab siv txoj kev mus rau piav qhia txog lub suab ntawm lub cev tsis muaj kev xav txog cov rog kuj rau lawv. Incidentally, qhov no ua hauj lwm tau raug ua rau lwm tus sub-mechanics, uas yog hu ua puab. Twb muaj cov siv Newton tej kev cai, uas tso cai rau nyob rau hauv kev xyaum los txhais tau txaus tsis muaj ib tug me me muaj pes tsawg tus paub pib cov ntaub ntawv. Basic ntsiab ntawm kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes - nws yog qhov chaw thiab lub sij hawm. Thiab nyob rau hauv kev twb kev txuas nrog cov kev loj hlob ntawm science nyob rau hauv dav dav thiab nyob rau hauv lub teb, muaj ib lo lus nug txog qhov kev tsimnyog ntawm xws li ib tug ua ke.

Los ntawm thaum pib, muaj ib lub classical kinematics. Peb yuav hais tias nws yog peculiar tsis tau tsuas yog lub xub ntiag ntawm ob qho tib si cev nqaij daim tawv ntsig txog khoob, tab sis lawv yog cov ywj siab ntawm cov kev xaiv ntawm ib tug ncej ntawm reference. Los ntawm txoj kev, peb mam li tham txog yav tom ntej. Tam sim no, cia li piav qhia txog dab tsi nws yog hais txog. Spatial luv nyob rau hauv cov ntaub ntawv no yuav muab suav hais tias raws li ib tug ya, lub sij hawm - luv. Nws nkawd hais tias txhua yam yuav tsum muaj tseeb. Tam sim no, cov kis yuav muab suav hais tias nyob rau hauv lub classical kinematics tsis invariant, nyob rau hauv lwm yam lus, ywj siab ntawm txoj kev hloov los ntawm ib tug ncej mus rau lwm lub. Seb ua lag ua luam relativistic kinematics. Nws Team sib thaum switching ntawm reference ntas tej zaum yuav txawv. Nws yog paub qab hau los txawm hais tias lawv tsis tau, thiab yuav tsum tau, tej zaum. Vim hais tias ntawm no simultaneity ntawm ob random cov txheej xwm kuj yuav txheeb ze thiab yog kev kawm tshwj xeeb kev saib xyuas. Nws yog yog li ntawd nyob rau hauv lub relativistic kinematics ntawm ob lub tswv yim - qhov chaw thiab lub sij hawm - ua ke rau ib tug.

Kinematics khoom point: ceev, acceleration, thiab lwm yam tseem ceeb

Yuav kom tsawg kawg yog ib tug me ntsis kom to taub cov physics ntawm no subsection, koj yuav tsum next lub tseem ceeb tshaj plaws tswv yim, paub cov ntsiab lus txhais thiab sawv cev rau li cas yuav muab nyob rau hauv nqe lus dav dav, ib tug los yog lwm yam nqi. Tsis muaj dab tsi nyuab txog nws tiag tiag, nws yog heev yooj yim thiab yooj yim. Xav txog, tej zaum, yuav pib nrog lub tswv yim siv nyob rau hauv lub kinematics teeb meem.

tsab ntawv tsa suab

Neeg kho tshuab zog, peb xav tias ib tug txheej txheem nyob rau hauv uas ib tug los yog lwm idealized khoom hloov nws txoj hauj lwm nyob rau hauv qhov chaw. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, peb yuav hais tias cov kev hloov no yog nyob rau hauv kev sib raug zoo mus rau lwm cov lub cev. Nws yog tsim nyog los noj mus rau hauv tus account lub fact tias nyob rau hauv tib lub sij hawm yuav siv qhov chaw thiab lub tsev lag luam ntawm ib lub sij hawm luv ntawm ob txheej xwm. Piv txwv li, nws yuav tsum tau faib ib tug tej yam luv tsim rau lub sij hawm tom qab ntawm lub cev los ntawm ib tug txoj hauj lwm mus rau lwm lub. Nco ntsoov kuj tau hais tias lub cev thiab li no yuav nrog txhua lwm yam, raws li cov kev cai lij choj ntawm mechanics. Qhov no yog raws nraim li cas feem ntau ua hauj lwm kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes. Lub reference system - cov nram qab no tswvyim, uas yog inextricably txuas nrog nws.

coordinates

Lawv yuav tsum tau hu ua zoo tib yam cov ntaub ntawv uas tso cai rau peb los txiav txim seb qhov chaw ntawm lub cev thaum twg muab taw tes rau hauv lub sij hawm. Coordinates yog inextricably txuas nrog lub tswvyim ntawm ib tug siv zog thiab ib tug tswj daim phiaj. Nyob rau hauv feem ntau yog ib tug ua ke ntawm cov tsiaj ntawv thiab ua zauv.

Radius vector

Los ntawm lub npe nws yuav tsum muaj tseeb hais tias nws yog. Cuaj kaum, peb tham ntau txog nws. Yog hais tias ib tug taw tes tsiv raws li ib txoj kev, thiab peb paub pib ntawm ib tug ncej uas siv, nws yog ua tau los tuav txoj hauj lwm vector thaum twg muab lub sij hawm. Nws yuav tsum koom lub thawj zaug txoj hauj lwm ntawm tus taw tes nrog cov instantaneous los yog finite.

txoj kev

Nws yuav tsum tau hu ua ib tug tas mus kab uas yog pw raws li ib tug tshwm sim ntawm cov lus tsa suab ntawm ib tug particle nyob rau hauv ib tug muab ncej ntawm reference.

Ceev (ob linear thiab angular)

Qhov no tus nqi, uas yuav qhia tau ceev npaum li cas hauv lub cev mus los ntawm ib tug lub sij hawm ntawm kev ncua deb.

Acceleration (thiab angular thiab linear)

Nws qhia nyob rau hauv dab tsi kev cai lij choj thiab yuav ua li cas sib pauv ceev chaw lub cev.

Tej zaum, ntawm no lawv yog - lub ntsiab ntsiab ntawm lub kinematics ntawm cov ntaub ntawv uas taw tes. Nws yuav tsum tau muab sau tseg hais tias ob tus tshaj tawm thiab acceleration yog vector ntau. Qhov no txhais tau tias lawv tsis txhob cia li muaj ib tug ua qauv qhia ua hauj lwm, tab sis kuj yog ib tug tej yam kev taw qhia. Los ntawm txoj kev, lawv yuav tsum tau qhia nyob rau hauv ib tug coj thiab nyob rau hauv lub rov qab. Nyob rau hauv thawj cov ntaub ntawv, lub cev yuav tsum ceev nyob rau hauv lub thib ob - mus qeeb.

Qhov yooj yim paub tab

Kinematics ntawm ib cov khoom point (ceev, acceleration thiab cov nyob deb uas yog yuav luag yuav tsum muaj tswv yim) muaj tsis txawm lub fact tias ib tug lossis loj tus naj npawb ntawm cov teeb meem, thiab ib tug ntau ntawm lawv nyob rau hauv ntau pawg. Wb sim los daws kom tau ib tug yooj yim txaus ua hauj lwm los mus txiav txim qhov kev ncua deb mus ncig los ntawm lub cev.

Piv txwv yam kev mob uas peb tau muaj ntawm tes, raws li nram no. Lub tsheb tsav tsheb sawv nyob rau hauv starting kab. Tus tswj hwm muab ib tug yeeb yam teeb liab chij thiab lub tsheb yuav siv sij hawm tawm dramatically. Txiav txim seb nws yog ib tug tshiab cov ntaub ntawv nyob rau hauv cov kev sib tw caij yuav tsum tau, Yog hais tias qhov kev ncua deb sib npaug zos rau ib puas meters, yog ib zaug tus thawj coj nyob rau hauv 7.8 vib nas this. Acceleration ntawm lub tsheb coj sib npaug zos rau 3 meters, muab faib los ntawm cov square thib ob.

Yog li ntawd, yuav ua li cas los daws kom tau ib tug zoo li teeb meem? Nws yog heev nthuav, raws li peb yuav tsum tau tsis txhob "qhuav" lub ntsiab txhais ntawm tej yam tsis. Nws brightened thiab puv ib yam teeb meem uas diversifies tus txheej txheem daws teeb meem thiab nrhiav indexes. Tab sis li cas peb yuav tsum tau ua ua ntej, yuav ua li cas rau txoj kev ua tus neeg ua hauj lwm?

1. Kinematics ntawm ib tug cov ntaub ntawv uas taw tes yuav siv nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm acceleration.

2. Nws yog assumed kev txiav txim siab siv qhov kev ncua deb mis, vim hais tias nws zoo nkaus li nyob rau hauv lub zauv tus nqi rau cov neeg mob.

Peb yuav daws tau qhov teeb meem ntawm tag nrho cov yooj yim. Yuav kom tau no deb mis: S = VoT + (-) AT ^ 2/2. Yuav ua li cas yog lub ntsiab lus? Peb yuav tsum paub ntau npaum li cas lub sij hawm yuav dhau racer xws deb, thiab ces piv qhov Performance index nrog ib cov ntaub ntawv kom paub seb nws yuav yeej nws los yog tsis. Ua li no, peb muab ib sab lub sij hawm rau nws kom tau cov mis: AT ^ 2 + 2VoT - 2s. Qhov no yog tsis muaj lwm yam tshaj li cov quadratic equation. Tab sis lub tsheb yuav siv sij hawm tawm, nws txhais tau tias thawj zaug tshaj tawm yog sib npaug zos rau 0. Thaum lub discriminant kab zauv kev txiav txim siab yuav ua ncaj rau 2400 yuav tsum tau muab tshem tawm rau cov hauv paus hniav ntawm cov kev tshawb fawb lub sij hawm. Ua mus txog rau lub thib ob decimal chaw: 48,98. Peb nrhiav tau lub hauv paus ntawm kab zauv: 48.98 / 6 = 8.16 vib nas this. Nws hloov tawm hais tias tus neeg tsav tsheb yuav tsis tau tuav tus uas twb muaj lawm cov ntaub ntawv.