Kinematica

We leggen uit wat de kinematica is, welke studies, de principes ervan en geven verschillende voorbeelden

De kinematica bestudeert de beweging van de bal van Basket. Een eenvoudig model veronderstelt dat het een deeltje is dat wordt weergegeven door het midden van de massa

Wat is kinematica?

De kinematica Het is de tak van de klassieke fysica die alleen de beschrijving van de Beweging van lichamen, zonder rekening te houden met de interacties die deze beweging hebben veroorzaakt.

De beweging van een lichaam in het algemeen kan in tweeën ontleden: Een vertaalbeweging en een rotatie. Maar als het object klein genoeg is, bijna tot op zekere hoogte neigt, is de beweging alleen translationeel, en daarom is het concept van deeltje nuttig in de fysica.

In de natuurkunde is een deeltje een materieel punt, dat wil zeggen een deegpunt. De beschrijving van de beweging van een uitgebreid lichaam kan complex zijn, maar het is vrij vereenvoudigd als we een punt beschouwen dat het midden van de massa wordt genoemd, omdat dit punt zich gedraagt ​​alsof de hele massa erin is geconcentreerd.

Als het object symmetrisch en homogeen is, valt het centrum van massa samen met zijn geometrische centrum.

De translationele beweging van de maan ten opzichte van de aarde is bijvoorbeeld de beweging van het centrale punt van de maan. Evenzo, als je de beweging van een basketbalbal wilde beschrijven, is het voldoende om de beweging van zijn deegcentrum te beschrijven, een punt dat de translationele beweging van de hele bal vertegenwoordigt.

Cinematics Principles

Translationele kinematica is de beschrijving van de beweging van een materieel deegpunt M, 'het deeltje' genoemd.

Om het deeltje te vinden, vereist Een referentiesysteem, dat wil zeggen een punt waaruit het deeltje wordt waargenomen.

Het kan je van dienst zijn: Pluto (Dwarf Planet)

Drie wederzijds loodrechte assen, Cartesiaanse assen genoemd, die dienen om de positie van een punt in de ruimte door een coördinatensysteem te definiëren, passeren het referentiesysteem door een coördinatensysteem.

Naast het systeem- of referentiekader worden de volgende kinematische magnitudes gedefinieerd, waarmee de beweging wordt beschreven:

• De positie Van het deeltje, op een bepaald moment van observatie, is het de vector die begint bij de oorsprong van het referentiesysteem en naar zijn locatie gaat. Deze vector hangt af van de ruimtecoördinaten, die op zijn beurt afhankelijk zijn van de tijd.
• Snelheid Het is de volgende filmhoeveelheid van interesse, die een maat is voor de verandering van positie per tijdseenheid. Realiseert zich hoe snel of variabel de beweging is.
• Versnelling, gedefinieerd als de snelheidsverandering per tijdseenheid. In de klassieke mechanica is versnelling evenredig met de netto kracht op het deeltje, waardoor de constante van evenredigheid zijn eigen massa is.

Soorten beweging in kinematica

In kinematica worden de soorten beweging geclassificeerd volgens het traject- en versnellingswaarde. Op deze manier worden de volgende soorten beweging onderscheiden:

1. Uniforme rechtlijnige beweging (MRU): Wanneer het traject een rechte lijn is en de versnelling nul is.
2. Uniform versnelde rechtlijnige beweging (MRUA): Als het deeltje een rechte lijn volgt en de versnelling constant en parallel is met snelheid.
3. Uniform vertraagde rechtlijnige beweging (mrur): Wanneer het traject een lijn is, maar de versnelling wijst in de richting in strijd met snelheid.
4. Parabole beweging: Het is een beweging in het verticale vlak die resulteert in een parabolisch traject en optreedt wanneer een object in de lucht wordt gegooid. De parabolische beweging is de superpositie van een uniforme horizontale rechtlijnige beweging en een versnelde verticale beweging.
5. Uniforme cirkelvormige beweging (MCU): Het treedt op wanneer het deeltje op een cirkel beweegt en gelijke bogen in gelijke tijden beschrijft.
6. Uniform versnelde cirkelvormige beweging (MCUA): Het is degene die optreedt wanneer het deeltje op een cirkel beweegt, zodat de reisboog in de loop van de tijd toeneemt na een kwadratische wet.

Kan u van dienst zijn: longitudinale golven: kenmerken, verschillen, voorbeelden In de uniforme rechtlijnige beweging, reist de mobiel gelijke afstanden in gelijke tijden, zoals opgemerkt in de figuur

Cinematics -voorbeelden

Snelheid en snelheid

De snelheid is de maatregel waarmee de positie van een object verandert. In enkele nauwkeurige termen kan worden gezegd dat de ene auto sneller gaat dan de andere als de positie in dezelfde periode meer verandert.

De snelheid is het quotiënt van de afgelegde afstand tussen de tijd die wordt gebruikt om die afstand te reizen.

Als voorbeeld gaan twee sportwagens, één gele en de andere rode auto's.

Een waarnemer aan de oever van de weg meet de tijd die nodig is voor elk om een ​​sectie van 500 m te reizen en ontdekte dat de gele auto een tijd van 10 s nam, terwijl rood 25 s nam.

Dus de snelheid van de gele auto is:

500 m/10 s = 50 m/s = 180 km/h

Terwijl de rode auto een snelheid heeft van:

500 m/25 s = 20 m/s = 72 km/h

De waarnemer is er zeker van dat de gele auto sneller gaat dan rood. Om de snelheid van auto's te kennen, is het echter ook noodzakelijk om de richting van de beweging te kennen.

Als de waarnemer vaststelt dat dit van links naar rechts de positieve richting is en de gele auto in die richting gaat, dan is de snelheid +180 km/u.

Maar als de rode auto in de tegenovergestelde richting komt, dan is de snelheid van -72 km/u.

Onmiddellijke snelheid en gemiddelde snelheid

Wanneer objecten bewegen, kunnen onmiddellijk variaties in hun snelheid hebben, is dit in feite de meest voorkomende situatie.

Kan u van dienst zijn: negatieve versnelling: formules, berekening en opgeloste oefeningen

Bijvoorbeeld in een oogwenk de snelheidsmeter van een auto van 50 km/u, maar geleidelijk daalt de waarde ervan tot 0 km/u af vanwege een rood verkeerslicht. Dan verandert het licht in groen en begint de snelheidsmeter te stijgen tot een waarde van 40 km/u en blijft zo totdat de auto weer stopt.

In een geval als dit verandert de snelheid op elk moment.

Als de vorige route in een totale tijd van 60 minuten werd gemaakt en de totale afgelegde afstand 20 km was, dan was de gemiddelde snelheid:

20 km/ 60 min = 20 km/ 1 h = 20 km/ u.

Maar afgezien hiervan informeert de gemiddelde snelheid niet over de variaties die zich voordeden ondertussen.

Versnelling

Versnelling is de snelheidsverandering per tijdseenheid. Snelheid kan veranderen door variaties in:

• De snelheid
• De richting
• Beide tegelijkertijd

De objecten die in vrije valvaring vallen, omdat hun snelheid op elk moment in toename is. De versnelling van lichamen op het aardoppervlak is ongeveer g = 10 m/s², wat betekent dat de snelheid tijdens de val met 10 m/s toeneemt voor elke tweede verstreken.

Een object dat bijvoorbeeld 2 seconden van de herfst uit rust wordt vrijgegeven, krijgt een snelheid van 20 m/s, is de afname -afstand van 20 meter.

Maar als de val 4 seconden optreedt, verwerft deze een snelheid van 40 m/s en de afgelegde afstand tijdens de afdaling is duidelijk groter: 80 m.