ما هو علم الحركة؟ ميكانيكا القسم الذي يدرس الوصف الرياضي لحركة الأجسام المثالية

ما هو علم الحركة؟ مع تعريفه للمرة الأولى تبدأ لتعريف طلاب المدارس الثانوية في فصول الفيزياء. الميكانيكا (علم الحركة هي واحدة من أقسامها) هو في حد ذاته جزء كبير من هذا العلم. عادة، فإنه يعلم الطلاب لأول مرة في الكتب المدرسية. كما قلنا، الكينماتيكا هو فرعي الميكانيك. ولكن بما أننا نتحدث عن ذلك، ثم دعونا نتحدث عن هذا في مزيد من التفاصيل.

ميكانيكا كجزء من الفيزياء

كلمة "مهندس" لديها أصول يونانية وحرفيا يترجم ب فن آلات البناء. في الفيزياء، ويعتبر أن يكون القسم الذي يدرس حركة ما يسمى الهيئات مادة الاتصال في مختلف الأماكن، (أي قد تحدث حركة في نفس الطائرة، في الشبكة التقليدية أو في الفضاء ثلاثي الأبعاد). دراسة التفاعل بين الجسيمات - واحدة من المهام التي يقوم بها الميكانيكا (علم الحركة - استثناء لهذه القاعدة، منذ وتشارك في نمذجة وتحليل المواقف البديلة دون الأخذ بعين الاعتبار تأثير إعدادات الطاقة). مع كل هذا وتجدر الإشارة إلى أن القسم المختص في الفيزياء يعني حركة التغيير في وضع الجسم في الفضاء مع مرور الوقت. ينطبق هذا التعريف ليس فقط لنقطة والأجسام المادية بشكل عام، ولكن أيضا لأجزائها.

مفهوم الكينماتيكا

اسم هذا الفرع من الفيزياء أيضا لديه أصل يوناني وتعني حرفيا "للتحرك." وهكذا، وحصلنا على النص الأصلي، وحقا لم تشكل جوابا على سؤال ما الكينماتيكا. في هذه الحالة، يمكننا أن نقول أن القسم يدرس الطرق الرياضية لوصف مختلف أنواع الحركة الهيئات المثالية مباشرة. وهذا هو ما يسمى المواد الصلبة المطلقة، عن السوائل مثالية، وبطبيعة الحال، على النقاط الجوهرية. ومن المهم أن نتذكر أنه عند تطبيق وصف أسباب الحركة يتم تجاهل. وهذا هو القول، لن يتم النظر في المعايير مثل وزن الجسم أو القوة التي تؤثر على طبيعة حركته.

أساسيات علم الحركة

وتشمل مفاهيم مثل الزمان والمكان. باعتبارها واحدة من أبسط الأمثلة تشمل الحالة التي يكون فيها، ويقول، والتحركات المادية على طول محيط دائرة قطرها معين. في هذه الحالة، السمة الكينماتيكا إلزامية وجود هذه الكميات كما تسارع الجاذبية التي يتم توجيهها على طول متجه من الجسم نحو مركز الدائرة. وهذا يعني أن ناقلات تسارع في أي من نقاط الوقت هو نفس نصف قطر الدائرة. ولكن حتى في هذه الحالة (إذا كان تسارع الجاذبية) الكينماتيكا لا تشير إلى ما هي طبيعة القوة التي أدت إلى ظهورها. وهذا هو الإجراء الذي يدرس ديناميات.

ما هو علم الحركة؟

لذا، فإن الجواب على ما هو علم الحركة، ونحن، في الواقع، أعطيت. وهو فرع من الميكانيكا الذي يدرس طرق لوصف حركة الأجسام المثالية دون دراسة المعلمات السلطة. الآن دعونا نتحدث عن ما يمكن أن يكون الكينماتيكا. الأول من نوعه - كلاسيكي. وهو يعتبر أن تكون الخصائص المكانية والزمانية المطلقة لنوع معين من الحركة. في دور القطاعات الأولى تظهر طول، وآخر - الفترة. وبعبارة أخرى، نستطيع أن نقول أن هذه المعايير هي مستقلة عن اختيار النظام المرجعي.

نسبوي

والنوع الثاني هو علم الحركة النسبية. في ذلك بين حدثين المقابلة قد تتغير الخصائص الزمانية والمكانية، إذا كان الانتقال من إطار واحد إلى آخر. تزامن حدثين في أصل هذه الحالة يأخذ النسبي فقط أيضا. في هذا النوع من الكينماتيكا مفهومين منفصلين (ونحن نتحدث عن المكان والزمان) ودمج واحدة. في ذلك قيمة، والتي عادة ما يشار إليها باسم الفاصلة تصبح ثابتة تحت تحولات لورينتز.

تاريخ الكينماتيكا

تمكنا من التعامل مع مفهوم وتعطي جوابا على سؤال عما الكينماتيكا. ولكن ماذا كانت قصة أصله كقسم فرعي الميكانيك؟ ذلك حول هذا الموضوع الآن ويجب أن تتحدث. وقتا طويلا كل مفاهيم هذا القسم الفرعي على أساس الأعمال التي كانت مكتوبة من قبل أرسطو. وجدت التأكيدات المقابلة أن سرعة الجسم في الانخفاض في نسبة المباشرة للمؤشر العددي للوزن الجسم. ويذكر أيضا أن سبب هذا الاقتراح هو قوة عادلة، ولكن في غيابها عن أي حركة والكلام لا يمكن أن يكون.

تجارب غاليليو

أعمال أرسطو في أواخر القرن السادس عشر، وأصبح مهتما في العالم الشهير غاليليو غاليلي. بدأ دراسة عملية حرية الجسم السقوط. يمكن الإشارة عن تجربته التي قضاها في برج بيزا. أيضا، العلماء يدرسون عملية الهيئات الجمود. في النهاية، كان غاليليو قادرا على إثبات أن أرسطو كان مخطئا في عمله، وقدم عددا من الاستنتاجات الخاطئة. وأوضح كتاب المقابلة جاليليو نتائج هذا العمل مع الأدلة ضد استنتاجات أرسطو.

ويعتقد الكينماتيكا الحديثة اليوم، ولد في يناير 1700. ثم، قبل أن أعطى الأكاديمية الفرنسية للعلوم لكل Varinon. كما قاد المفاهيم الأولى من التسارع وسرعة الكتابة وشرح لهم في شكل التفاضلية. اعتمد قليلا في وقت لاحق بعض العرض السينمائي وأحاط علما أمبير. في القرن الثامن عشر كانت تستخدم في علم الحركة من ما يسمى حساب التفاضل والتكامل من الاختلافات. نظرية النسبية الخاصة، التي أنشئت في وقت لاحق من ذلك بكثير، وأظهر أن الفضاء، مثل الوقت، ليست مطلقة. في الوقت نفسه أشار إلى أن هذه النسبة قد تكون محدودة بشكل أساسي. هذه هي قاعدة الكينماتيكا دفع للتنمية في إطار وشروط ما يسمى الميكانيكا النسبية.

التعاريف والكميات المستخدمة في القسم

وتشمل أساسيات علم الحركة العديد من المتغيرات التي يتم استخدامها ليس فقط من حيث النظرية، ولكن أيضا أن يكون لها مكان في الصيغ العملية المستخدمة لنمذجة وحل مجموعة محددة من التطبيقات. تعرف على هذه القيم والمفاهيم في مزيد من التفاصيل. دعونا نبدأ مع هذا الأخير.

1) الحركة الميكانيكية. وعرفت على أنها تغير من موقف المكانية المثالية بالنسبة إلى هيئة أخرى (نقطة الجماعية) خلال التغييرات فتحة الوقت. عندما على الجسم والتي ورد ذكرها ما بين قوة المقابلة من التفاعل.

2) النظام المرجعي. الكينماتيكا، وتعريف التي قدمناها في وقت سابق، على أساس استخدام نظام الإحداثيات. وجود اختلافات في وشرط ضروري (الشرط الأساسي الثاني هو استخدام أجهزة أو وسائل لقياس الوقت). بشكل عام، لا بد من نظام مرجعي للحصول على وصف الناجح لنوع معين من حركة المرور.

3) بتنسيق. كما الأس همي التقليدي، ترتبط ارتباطا لا ينفصم مع مفهوم السابق (الإطار المرجعي)، الإحداثيات ليست سوى الطريقة التي موقف محدد من الجسم في الفضاء المثالي. في هذه الحالة، لوصف يمكن أن تكون الأرقام التطبيقية والأحرف الخاصة. إحداثيات غالبا ما يستخدمها الكشافة والمدفعية.

4) دائرة نصف قطرها النواقل. هذا هو كمية فيزيائية، والذي يستخدم في الممارسة لتحديد موقف الجسم المثالي مع العين إلى موقعها الأصلي (وليس فقط). ببساطة، فإنه يأخذ نقطة معينة، وأنها ثابتة في الاتفاقيات. في معظم الأحيان هو الأصل. هكذا، إذن، دعنا نقول، الجسم المثالي من تبدأ هذه المرحلة للانتقال مسار التعسفي مجانا. في أي وقت من الأوقات يمكننا ربط الموقف من الجسم إلى أصل والمستمدة مباشرة سيمثل شيئا أكثر من ناقلات نصف قطرها.

5) يستخدم الكينماتيكا القسم مفهوم المسار. وهو خط متواصل المشترك، والذي يتم إنشاؤه خلال حركة الجسم المثالية في التعسفية حركة مجانا مختلفة في الفضاء. مسار، على التوالي، يمكن أن يكون مستقيمة، دائري ومضلع.

6) الكينماتيكا الجسم ترتبط ارتباطا وثيقا مثل هذه كمية فيزيائية كسرعة. في الواقع، فإن كمية النواقل (من المهم أن نتذكر أن مفهوم كمية العددية أنه لا ينطبق إلا في حالات استثنائية)، والتي سوف تعطي سرعة الاستجابة للتغير في موقف هيئة مثالي. ناقلات يعتبر أن ذلك يعود إلى حقيقة أن سرعة حركة تحدد اتجاه ما يحدث. لاستخدام هذا المصطلح ينبغي أن تستخدم النظام المرجعي، كما ذكر آنفا.

7) وعلم الحركة، وتعريف التي تقول أنه لا يعالج أسباب الحركة، نظرا لتسارع وفي بعض الحالات. كما هو كمية النواقل، مما يدل على سرعة ناقل المثالية من الجسم كما سيتم تغيير على نطاق واسع مع بديل (الموازية)، يتم تغيير وحدة الزمن. مع العلم في نفس الوقت، في ما توجه الاتجاه كل من ناقلات - السرعة والتسارع - يمكن القول حول ما هو الحرف حركة الجسم. ويمكن أن يكون إما تسارعت بشكل موحد (نفس ناقلات)، أو ravnozamedlennym (ناقلات raznonapravleny).

8) والسرعة الزاوية. آخر كمية النواقل. من حيث المبدأ، تعريفه هو نفسه على النحو نفسه، وهو ما أعطى في وقت سابق. في الواقع، والفرق يكمن فقط في أن تحدث الحالات التي نوقشت سابقا عند القيادة على الطريق المستقيم. هنا لدينا حركة دائرية. هذا يمكن أن يكون دائرة أنيق، والقطع الناقص. ويرد مفهوم مماثل لتسريع الزاوي.

الفيزياء. الكينماتيكا. صيغة

من أجل حل المشاكل العملية المتعلقة الكينماتيكا الهيئات المثالية، هناك قائمة من مجموعة متنوعة من الصيغ. انها تسمح لك لتحديد المسافة المقطوعة، لحظية، والسرعة الأولية محدودة، في الوقت الذي الجسم قد مرت على مسافة معينة، وأكثر من ذلك بكثير. وهناك حالة منفصلة من (الخاص) وعلى غرار الوضع مع هيئة السقوط الحر. يتم استبدال أنها تسارع (يشار إليه بحرف أ) من تسارع الجاذبية (رسالة غرام، أي ما يعادل عدديا إلى 9.8 م / ث ^ 2).

لذا، ما الذي تعلمناه؟ الفيزياء - علم الحركة (الصيغ التي هي مستمدة من بعضها البعض) - يستخدم هذا القسم لوصف حركة الأجسام المثالية باستثناء المعلمات القوة التي تصبح أسباب حركة المقابلة. يمكن للقارئ أن تحصل دائما على بينة هذا الموضوع بمزيد من التفصيل. الفيزياء (موضوع "الكينماتيكا") مهم جدا، لأنه يعطيها فهم أساسي من آليات لكيفية القسم العالمي من العلم ذات الصلة.