ประวัติจลนศาสตร์หลักการสูตรและแบบฝึกหัด



กลศาสตร์การเคลื่อนไหว เป็นพื้นที่ของฟิสิกส์ (โดยเฉพาะกลไกแบบคลาสสิก) ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยไม่คำนึงถึงสาเหตุของมัน มันมุ่งเน้นไปที่การศึกษาวิถีของร่างกายในช่วงเวลาที่ผ่านการใช้ขนาดเช่นการเคลื่อนที่ความเร็วและความเร่ง.

ปัญหาบางอย่างที่ครอบคลุมโดยจลนศาสตร์คือความเร็วที่รถไฟเคลื่อนที่เวลาที่ใช้รถบัสไปถึงปลายทางการเร่งความเร็วที่เครื่องบินต้องการในขณะที่บินขึ้นไปถึงความเร็วที่จำเป็นในการบิน ท่ามกลางคนอื่น ๆ.

สำหรับเรื่องนี้กลศาสตร์การเคลื่อนไหวจะใช้ระบบพิกัดที่อนุญาตให้อธิบายวิถีได้ ระบบพิกัดเชิงพื้นที่นี้เรียกว่าระบบอ้างอิง สาขาวิชาฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเคลื่อนไหวโดยคำนึงถึงสาเหตุ (แรง) ของพวกเขาคือพลวัต.

ดัชนี

  • 1 ประวัติ
    • 1.1 Contribution by Pierre Varignon
  • 2 เขาศึกษาอะไร?
  • 3 หลักการ
  • 4 สูตรและสมการ
    • 4.1 ความเร็ว
    • 4.2 การเร่งความเร็ว
    • 4.3 การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงที่สม่ำเสมอ
    • 4.4 การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงที่เร่งขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
  • 5 ออกกำลังกายแก้ไข
  • 6 อ้างอิง

ประวัติศาสตร์

นิรุกติศาสตร์คำว่าจลนศาสตร์มีต้นกำเนิดมาจากคำภาษากรีก κινηματικος (kynēmatikos) ซึ่งหมายถึงการเคลื่อนไหวหรือการกำจัด ไม่ได้ไร้สาระบันทึกแรกของการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวที่สอดคล้องกับนักปรัชญาและนักดาราศาสตร์ชาวกรีก.

อย่างไรก็ตามมันไม่ได้จนกว่าศตวรรษที่สิบสี่ที่แนวคิดแรกเกี่ยวกับจลนศาสตร์ปรากฏซึ่งอยู่ภายในหลักคำสอนของความเข้มของรูปแบบหรือทฤษฎีการคำนวณ (calculationes) การพัฒนาเหล่านี้ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ William Heytesbury, Richard Swineshead และNicolás Oresme.

ต่อจากนั้นราวปี 1604 กาลิเลโอกาลิลีได้ทำการศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุในฤดูใบไม้ร่วงและทรงกลมบนระนาบที่เอียง.

เหนือสิ่งอื่นใดกาลิเลโอสนใจที่จะเข้าใจว่าดาวเคราะห์และกระสุนปืนใหญ่เคลื่อนตัวอย่างไร.

ผลงานของ Pierre Varignon

ถือว่าเป็นจุดเริ่มต้นของจลนศาสตร์สมัยใหม่ที่เกิดขึ้นกับการนำเสนอของ Pierre Varignon ในเดือนมกราคม 1700 ที่ Royal Academy of Sciences ในปารีส.

ในงานนำเสนอนี้เขาได้ให้คำจำกัดความเกี่ยวกับแนวคิดของการเร่งความเร็วและแสดงให้เห็นว่ามันสามารถอนุมานได้จากความเร็วชั่วขณะโดยใช้เฉพาะการคำนวณที่ต่างกัน.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งคำภาพยนตร์ถูกประกาศเกียรติคุณโดยAndré-Marie Ampèreซึ่งระบุสิ่งที่เป็นเนื้อหาของจลนศาสตร์และวางไว้ในเขตของกลศาสตร์.

ในที่สุดด้วยการพัฒนาโดย Albert Einstein แห่งทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษช่วงเวลาใหม่ก็เริ่มขึ้น คือสิ่งที่เรียกว่าจลศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพซึ่งพื้นที่และเวลาไม่มีตัวอักษรสัมบูรณ์อีกต่อไป.

เขาเรียนอะไร?

จลนศาสตร์มุ่งเน้นไปที่การศึกษาการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยไม่ต้องวิเคราะห์สาเหตุของพวกเขา สำหรับสิ่งนี้เขาใช้การเคลื่อนที่ของจุดวัตถุเป็นตัวแทนอุดมคติของร่างกายในการเคลื่อนไหว.

การเริ่มต้น

การเคลื่อนไหวของร่างกายถูกศึกษาจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ (ภายในหรือภายนอก) ภายในกรอบของระบบอ้างอิง ดังนั้นจลนศาสตร์แสดงวิธีทางคณิตศาสตร์ว่าร่างกายย้ายจากการเปลี่ยนแปลงของพิกัดของตำแหน่งของร่างกายกับเวลา.

ด้วยวิธีนี้ฟังก์ชั่นที่อนุญาตให้แสดงเส้นทางการเคลื่อนที่ของร่างกายไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับเวลา แต่ยังขึ้นอยู่กับความเร็วและความเร่ง.

ในกลศาสตร์คลาสสิกพื้นที่ถือว่าเป็นพื้นที่สัมบูรณ์ ดังนั้นจึงเป็นพื้นที่ที่เป็นอิสระจากวัสดุร่างกายและการกำจัดของพวกเขา นอกจากนี้ให้พิจารณาด้วยว่ากฎเกณฑ์ทางกายภาพทั้งหมดมีอยู่ในพื้นที่ใด ๆ.

ในทำนองเดียวกันกลศาสตร์คลาสสิกถือว่าเวลานั้นเป็นเวลาสัมบูรณ์ที่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกันในพื้นที่ใด ๆ โดยไม่ขึ้นกับการเคลื่อนไหวของร่างกายและปรากฏการณ์ทางกายภาพใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้น.

สูตรและสมการ

ความเร็ว

ความเร็วคือขนาดที่อนุญาตให้สัมพันธ์กับพื้นที่ที่เดินทางและเวลาที่ใช้ในการเดินทาง สามารถรับความเร็วได้โดยการหาตำแหน่งที่สัมพันธ์กับเวลา.

v = ds / dt

ในสูตรนี้แทนตำแหน่งของร่างกาย v คือความเร็วของร่างกายและ t คือเวลา.

การเร่งความเร็ว

การเร่งความเร็วเป็นขนาดที่ช่วยให้สามารถเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของความเร็วกับเวลา ความเร่งสามารถทำได้โดยการหาค่าความเร็วตามเวลา.

a = dv / dt

ในสมการนี้แสดงถึงความเร่งของร่างกายในการเคลื่อนไหว.

การเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ

ตามชื่อของมันบ่งบอกว่ามันเป็นความเคลื่อนไหวที่การกระจัดเกิดขึ้นเป็นเส้นตรง เนื่องจากเป็นชุดเดียวกันจึงเป็นความเคลื่อนไหวที่ความเร็วคงที่และด้วยเหตุนี้การเร่งความเร็วจึงเป็นศูนย์ สมการของการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงรูปสมการคือ:

s = s0 + v / t

ในสูตรนี้0 แสดงถึงตำแหน่งเริ่มต้น.

เร่งการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงอย่างสม่ำเสมอ

อีกครั้งมันเป็นความเคลื่อนไหวที่การกระจัดเกิดขึ้นเป็นเส้นตรง เนื่องจากมันถูกเร่งอย่างสม่ำเสมอมันเป็นความเคลื่อนไหวที่ความเร็วไม่คงที่เนื่องจากมันจะแปรผันตามการเร่งความเร็ว สมการของการเคลื่อนที่เชิงเส้นเรณูเซียร์ที่เร่งสม่ำเสมอมีดังต่อไปนี้:

v = v0 + a ∙ t

s = s0 + โวลต์0 ∙ t + 0.5 ∙ a t2

ใน v เหล่านี้0 คือความเร็วเริ่มต้นและ a คือความเร่ง.

การออกกำลังกายที่กำหนด

สมการของการเคลื่อนไหวของร่างกายแสดงออกโดยนิพจน์ต่อไปนี้: s (t) = 10t + t2. ตรวจสอบ:

a) ประเภทของการเคลื่อนไหว.

มันคือการเคลื่อนที่ที่เร่งอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากมันมีความเร่งคงที่ 2 m / s2.

v = ds / dt = 2t

a = dv / dt = 2 m / s2

b) ตำแหน่ง 5 วินาทีหลังจากเริ่มการเคลื่อนไหว.

s (5) = 10 ∙ 5 + 52= 75 ม

c) ความเร็วเมื่อผ่านไป 10 วินาทีตั้งแต่เริ่มเคลื่อนไหว.

v = ds / dt = 2t

v (10) = 20 m / s

d) เวลาที่ใช้ในการเข้าถึงความเร็ว 40 m / s.

v = 2t

40 = 2 t

t = 40/2 = 20 วิ

การอ้างอิง

  1. Resnik, Halliday & Krane (2002). ปริมาณฟิสิกส์ 1. Cecsa.
  2. โทมัสวอลเลซไรท์ (2439). องค์ประกอบของกลศาสตร์ ได้แก่ จลนศาสตร์จลนศาสตร์และสถิตศาสตร์. E และ FN Spon.
  3. P. P. Teodorescu (2007) "จลนศาสตร์". ระบบกลไกแบบคลาสสิก: กลศาสตร์อนุภาค. สปริงเกอร์.
  4. จลนศาสตร์ ( N.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 28 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
  5. กลศาสตร์การเคลื่อนไหว ( N.d. ) ในวิกิพีเดีย สืบค้นเมื่อวันที่ 28 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.