KINEMATIK: TARIH, ILKELER, FORMÜLLER, ALIŞTIRMALAR - FIZIKSEL - 2024

Kinematik (daha spesifik olarak klasik mekaniğin) dikkate bunun nedenlerini almadan organlarının hareketini incelemek için umurunda fizik alanıdır. Yer değiştirme, hız ve ivme gibi büyüklüklerin kullanımıyla zaman içindeki cisimlerin yörüngelerini incelemeye odaklanır.

Bir trenin gittiği hız, bir otobüsün hedefine ulaşması için geçen süre, kalkış anında bir uçağın kalkmak için gerekli hıza ulaşması için gereken hızlanma, kinematik kapsamındaki konulardan bazılarıdır. diğerleri arasında.

Bunu yapmak için kinematik, yörüngelerin tanımlanmasına izin veren bir koordinat sistemi kullanır. Bu uzaysal koordinat sistemine referans sistemi denir. Hareketlerin nedenlerini (güçlerini) dikkate alarak incelenmesiyle ilgilenen fizik dalı dinamiktir.

Tarih

Etimolojik olarak kinematik kelimesinin kökeni, hareket veya yer değiştirme anlamına gelen Yunanca κινηματικος (kynēmatikos) teriminden gelir. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, hareket üzerine yapılan çalışmaların ilk kaydı Yunan filozoflarına ve astronomlarına karşılık geliyor.

Bununla birlikte, formların yoğunluğu veya hesaplamalar teorisi (hesaplamalar) doktrini içinde yer alan kinematik üzerine ilk kavramların ortaya çıktığı on dördüncü yüzyıla kadar değildi. Bu gelişmeler bilim adamları William Heytesbury, Richard Swineshead ve Nicolas Oresme tarafından yapıldı.

Daha sonra, 1604 yılı civarında, Galileo Galilei, cisimlerin serbest düşüşünde hareket ve eğimli düzlemlerde küreler üzerine çalışmalarını yürüttü.

Diğer şeylerin yanı sıra Galileo, gezegenlerin ve top mermilerinin nasıl hareket ettiğini anlamakla ilgileniyordu.

Pierre Varignon'un Katkısı

Modern kinematiğin başlangıcının, Pierre Varignon'un 1700 Ocak ayında Paris'teki Kraliyet Bilimler Akademisi'nde sunumu ile gerçekleştiği kabul edilir.

Bu sunumda ivme kavramının bir tanımını verdi ve sadece diferansiyel hesabı kullanarak bunun anlık hızdan nasıl çıkarılabileceğini gösterdi.

Özellikle kinematik terimi, kinematiğin içeriğinin ne olduğunu belirleyen ve onu mekanik alanına yerleştiren André-Marie Ampère tarafından icat edildi.

Nihayet, Özel Görelilik Teorisinin Albert Einstein tarafından geliştirilmesiyle yeni bir dönem başladı; Bu, uzay ve zamanın artık mutlak bir karaktere sahip olmadığı göreli kinematik olarak bilinen şeydir.

Ne okuyorsun?

Kinematik, nedenlerini analiz etmeden cisimlerin hareketlerinin incelenmesine odaklanır. Bunun için, hareket halindeki bedenin ideal bir temsili olarak maddi bir noktanın hareketini kullanır.

Başlangıç

Bedenlerin hareketi, bir referans sistemi çerçevesinde bir gözlemcinin (iç veya dış) bakış açısından incelenir. Böylece kinematik, vücudun konumunun koordinatlarının zamanla değişiminden vücudun nasıl hareket ettiğini matematiksel olarak ifade eder.

Bu şekilde vücudun yörüngesini ifade etmeyi sağlayan işlev sadece zamana değil, aynı zamanda hıza ve ivmeye de bağlıdır.

Klasik mekanikte uzay, mutlak bir uzay olarak kabul edilir. Bu nedenle, maddi cisimlerden ve onların yer değiştirmelerinden bağımsız bir uzaydır. Aynı şekilde, tüm fiziksel yasaların uzayın herhangi bir bölgesinde yerine getirildiğini düşünür.

Aynı şekilde, klasik mekanik, zamanın, cisimlerin hareketinden ve meydana gelebilecek herhangi bir fiziksel fenomenden bağımsız olarak, uzayın herhangi bir bölgesinde aynı şekilde geçen mutlak bir zaman olduğunu düşünür.

Formüller ve denklemler

hız

Hız, seyahat edilen uzay ile seyahat etmek için kullanılan zaman arasında bağlantı kurmamızı sağlayan büyüklüktür. Zamana göre konum türetilerek hız elde edilebilir.

v = ds / dt

Bu formülde s cismin pozisyonunu temsil eder, v cismin hızı ve t zamandır.

Hızlanma

Hızlanma, hızdaki değişimi zamanla ilişkilendirmeyi mümkün kılan büyüklüktür. Hızlanma, zamana göre hız türetilerek elde edilebilir.

a = dv / dt

Bu denklemde a, hareketli cismin ivmesini temsil eder.

Düzgün çizgi hareketi

Adından da anlaşılacağı gibi, hareketin düz bir çizgide gerçekleştiği bir harekettir. Tek tip olduğu için hızın sabit olduğu ve dolayısıyla ivmenin sıfır olduğu bir harekettir. Düzgün doğrusal hareketin denklemi:

s = s ₀ + h / t

Bu formülde s ₀ , başlangıç ​​konumunu temsil eder.

Düzgün hızlandırılmış doğrusal hareket

Yine, hareketin düz bir çizgide meydana geldiği bir harekettir. Düzgün hızlandığı için, ivmenin bir sonucu olarak değiştiği için hızın sabit olmadığı bir harekettir. Düzgün hızlandırılmış doğrusal hareketin denklemleri aşağıdaki gibidir:

v = v ₀ + a ∙ t

s = s ₀ + v ₀ ∙ t + 0.5 ∙ ^2'de

Bunlarda v ₀ başlangıç ​​hızı ve ivmedir.

Egzersiz çözüldü

Bir cismin hareket denklemi aşağıdaki ifade ile ifade edilir: s (t) = 10t + t ² . belirleyin:

a) Hareketin türü.

Bu durum 2 m'lik bir sabit hızlanma sahip olduğu / s, homojen bir şekilde hızlandırılmış hareketi olan ² .

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s ²

b) Harekete başladıktan 5 saniye sonra pozisyon.

s (5) = 10 ∙ 5 + 5 ² = 75 m

c) Hareketin başlamasından bu yana 10 saniye geçen hız.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / sn

d) 40 m / s hıza ulaşmak için geçen süre.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 s

Referanslar

1. Resnik, Halliday ve Krane (2002). Fizik Cilt 1. Cecsa.
2. Thomas Wallace Wright (1896). Kinematik, Kinetik ve Statiği İçeren Mekaniğin Elemanları. E ve FN Spon.
3. PP Teodorescu (2007). Kinematik. Mekanik Sistemler, Klasik Modeller: Parçacık Mekaniği. Springer.
4. Kinematik. (Nd). Wikipedia'da. 28 Nisan 2018'de es.wikipedia.org adresinden alındı.
5. Kinematik. (Nd). Wikipedia'da. 28 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.