Kinematikanın əsas anlayışları hansılardır? Bu elm nədir və nəyi öyrənir? Bu gün biz kinematikanın nə olduğunu, kinematikanın hansı əsas anlayışlarının tapşırıqlarda yer aldığını və onların nə demək olduğunu danışacağıq. Əlavə olaraq, ən çox qarşılaşdığımız miqdarlardan danışaq.
Kinematika. Əsas anlayışlar və təriflər
İlk olaraq bunun nə olduğunu danışaq. Məktəb kursunda fizikanın ən çox öyrənilən bölmələrindən biri mexanikadır. Onu qeyri-müəyyən ardıcıllıqla molekulyar fizika, elektrik, optika və bəzi digər sahələr, məsələn, nüvə və atom fizikası izləyir. Ancaq mexanikaya daha yaxından nəzər salaq. Fizikanın bu bölməsi cisimlərin mexaniki hərəkətinin öyrənilməsi ilə məşğul olur. O, bəzi nümunələri müəyyən edir və metodlarını öyrənir.
Kinematika mexanikanın bir hissəsi kimi
Sonuncu üç hissəyə bölünür: kinematika, dinamika və statika. Bu üç alt elmin, əgər belə adlandırmaq olarsa, bəzi özəllikləri var. Məsələn, statika mexaniki sistemlərin tarazlığı qaydalarını öyrənir. Dərhal ağla tərəzi ilə assosiasiya gəlir. Dinamik cisimlərin hərəkət qanunlarını öyrənir, eyni zamanda onlara təsir edən qüvvələrə diqqət yetirir. Lakin kinematika eyni şeyi edir, yalnız qüvvələr nəzərə alınmır. Nəticədə, tapşırıqlarda həmin orqanların kütləsi nəzərə alınmır.
Kinematikanın əsas anlayışları. Mexanik hərəkət
Bu elmdə mövzu maddi məqamdır. Müəyyən bir mexaniki sistemlə müqayisədə ölçüləri laqeyd qala bilən bir bədən kimi başa düşülür. Bu ideallaşdırılmış cisim molekulyar fizikanın bölməsində nəzərdən keçirilən ideal qaza bənzəyir. Ümumiyyətlə, istər ümumən mexanikada, istərsə də kinematikada maddi nöqtə anlayışı kifayət qədər mühüm rol oynayır. Ən çox hesab edilən tərcümə hərəkəti.
Bu nə deməkdir və nə ola bilər?
Adətən hərəkətlər fırlanma və tərcüməyə bölünür. Tərcümə hərəkətinin kinematikasının əsas anlayışları əsasən düsturlarda istifadə olunan kəmiyyətlərlə bağlıdır. Onlar haqqında daha sonra danışacağıq, amma hələlik hərəkət növünə qayıdaq. Aydındır ki, fırlanmadan danışırıqsa, bədən fırlanır. Müvafiq olaraq, tərcümə hərəkəti bədənin müstəvidə və ya xətti hərəkəti adlanacaq.
Problemlərin həlli üçün nəzəri əsaslar
Əsas anlayışları və düsturlarını indi nəzərdən keçirdiyimiz Kinematikanın çoxlu sayda vəzifəsi var. Bu, adi kombinatorika vasitəsilə əldə edilir. Burada müxtəlifliyin üsullarından biri naməlum şərtləri dəyişdirməkdir. Bir və eyni problem, sadəcə olaraq, həllinin məqsədini dəyişdirməklə fərqli bir şəkildə təqdim edilə bilər. Məsafəni, sürəti, vaxtı, sürəti tapmaq tələb olunur. Gördüyünüz kimi, bir çox variant var. Sərbəst düşmə şərtlərini bura daxil etsək, məkan sadəcə təsəvvür olunmaz hala gəlir.
Dəyərlər və düsturlar
İlk öncə bir rezervasiya edək. Məlum olduğu kimi, kəmiyyətlər ikili xarakter daşıya bilər. Bir tərəfdən, müəyyən bir ədədi dəyər müəyyən bir dəyərə uyğun ola bilər. Amma digər tərəfdən onun paylanma istiqaməti də ola bilər. Məsələn, dalğa. Optikada dalğa uzunluğu kimi bir anlayışla qarşılaşırıq. Ancaq koherent işıq mənbəyi varsa (eyni lazer), onda biz müstəvi qütbləşmiş dalğaların şüası ilə məşğul oluruq. Beləliklə, dalğa təkcə uzunluğunu göstərən ədədi qiymətə deyil, həm də verilmiş yayılma istiqamətinə uyğun olacaq.
Klassik nümunə
Belə hallar mexanikada bənzətmədir. Tutaq ki, qabağımızda araba yuvarlanır. Byhərəkətin xarakterini nəzərə alaraq, onun sürətinin və sürətlənməsinin vektor xüsusiyyətlərini təyin edə bilərik. İrəliləyərkən (məsələn, düz mərtəbədə) bunu etmək bir az daha çətin olacaq, ona görə də biz iki halı nəzərdən keçirəcəyik: araba yuvarlananda və aşağı yuvarlananda.
Təsəvvür edək ki, araba bir qədər enişlə qalxır. Bu zaman ona heç bir xarici qüvvə təsir etməsə, sürəti azalacaq. Amma tərs vəziyyətdə, yəni araba aşağı yuvarlananda sürətlənəcək. İki halda sürət obyektin hərəkət etdiyi yerə doğru yönəldilir. Bu, bir qayda olaraq qəbul edilməlidir. Lakin sürətlənmə vektoru dəyişə bilər. Yavaşladıqda, sürət vektoruna əks istiqamətə yönəldilir. Bu, yavaşlamağı izah edir. Oxşar məntiqi zəncir ikinci vəziyyətə tətbiq edilə bilər.
Digər dəyərlər
Biz bayaq kinematikada onların təkcə skalyar kəmiyyətlərlə deyil, vektor kəmiyyətləri ilə də işlədiyindən danışdıq. İndi gəlin bunu bir addım irəli aparaq. Problemləri həll edərkən sürət və sürətlənmə ilə yanaşı, məsafə və vaxt kimi xüsusiyyətlərdən istifadə olunur. Yeri gəlmişkən, sürət ilkin və ani bölünür. Bunlardan birincisi ikincinin xüsusi halıdır. Ani sürət istənilən vaxt tapıla bilən sürətdir. Və ilkin ilə, yəqin ki, hər şey aydındır.
Tapşırıq
Nəzəriyyənin böyük bir hissəsi əvvəlki paraqraflarda bizim tərəfimizdən öyrənilmişdi. İndi yalnız əsas düsturları vermək qalır. Ancaq biz daha da yaxşısını edəcəyik: biz yalnız düsturları nəzərdən keçirməyəcəyik, həm də problemi həll edərkən onları tətbiq edəcəyik.əldə edilmiş bilikləri yekunlaşdırmaq. Kinematika bütün düsturlar dəstindən istifadə edir, onları birləşdirərək həll etmək üçün lazım olan hər şeyə nail ola bilərsiniz. Bunu tam başa düşmək üçün iki şərtlə bağlı problem var.
Velosipedçi finiş xəttini keçdikdən sonra sürətini azaldır. Onun tam dayanması beş saniyə çəkdi. Onun hansı sürətlənmə ilə yavaşladığını, eləcə də nə qədər əyləc məsafəsini qət etməyi bacardığını öyrənin. Əyləc məsafəsi xətti hesab olunur, son sürət sıfıra bərabər alınır. Finiş xəttini keçərkən sürət saniyədə 4 metr idi.
Əslində, tapşırıq kifayət qədər maraqlıdır və ilk baxışdan göründüyü qədər sadə deyil. Kinematikada məsafə düsturunu götürməyə çalışsaq (S=Vot + (-) (^ 2/2)), onda heç nə alınmayacaq, çünki iki dəyişənli tənlik əldə edəcəyik. Belə bir vəziyyətdə necə hərəkət etmək olar? Biz iki yolla gedə bilərik: əvvəlcə məlumatları V=Vo - at düsturuna əvəz etməklə sürətlənməni hesablayın və ya oradan sürətlənməni ifadə edib məsafə düsturu ilə əvəz edin. Gəlin birinci üsuldan istifadə edək.
Beləliklə, son sürət sıfırdır. İlkin - saniyədə 4 metr. Müvafiq kəmiyyətləri tənliyin sol və sağ tərəflərinə köçürməklə, sürətlənmə ifadəsinə nail oluruq. Budur: a=Vo/t. Beləliklə, kvadrat saniyədə 0,8 metrə bərabər olacaq və əyləc xarakteri daşıyacaq.
Məsafə düsturuna keçin. Biz sadəcə məlumatları onun içinə əvəz edirik. Cavab alırıq: dayanma məsafəsi 10 metrdir.
