Η κινηματική είναι ένα από τα σημαντικά τμήματα της μηχανικής, που εξετάζει τους νόμους της κίνησης των σωμάτων στο χώρο (οι αιτίες της κίνησης μελετώνται από τη δυναμική). Σε αυτό το άρθρο, θα εξετάσουμε μια από τις κύριες ποσότητες της κινηματικής, θα απαντήσουμε στην ερώτηση: "Τι είναι ένα μονοπάτι στη φυσική;"
Η έννοια του μονοπατιού
Τι είναι το μονοπάτι στη φυσική; Αυτή είναι μια τιμή ίση με το μήκος του τμήματος στο χώρο, το οποίο το υπό μελέτη σώμα έχει ξεπεράσει κατά τη διάρκεια της κίνησής του. Για τον υπολογισμό της διαδρομής, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όχι μόνο τις αρχικές και τελικές θέσεις του σώματος, αλλά και την τροχιά της κίνησής του. Το ερώτημα για το τι είναι ένα μονοπάτι στη φυσική μπορεί να απαντηθεί διαφορετικά. Αυτή η τιμή νοείται ως το μήκος της τροχιάς, δηλαδή η νοητή γραμμή κατά μήκος της οποίας κινήθηκε το σώμα.
Διαφορετικοί χαρακτήρες χρησιμοποιούνται για να υποδείξουν τη διαδρομή. Έτσι, αν μιλάμε για μονοδιάστατη κίνηση, τότε μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το σύμβολο Δx, όπου Δ σημαίνει αλλαγή της συντεταγμένης x. Εκτός από αυτό το σύμβολο, τα γράμματα s, l και h χρησιμοποιούνται συχνά για τον προσδιορισμό της υπό εξέταση ποσότητας, τα δύο τελευταία σημαίνουν μήκος και ύψος, αντίστοιχα. ΈτσιΈτσι, στην κινηματική, το γράμμα s μπορεί να βρεθεί πιο συχνά για να ορίσει μια διαδρομή.
Αν είναι γνωστό ότι το σώμα κινείται σε ευθεία γραμμή στον τρισδιάστατο χώρο και οι συντεταγμένες της αρχικής του θέσης είναι γνωστές (x0; y 0; z0) και τελικό (x1; y1; z 1), τότε η διαδρομή μπορεί να προσδιοριστεί από τον τύπο:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Κινηματικοί τύποι
Έχοντας εξετάσει πώς συμβολίζεται η διαδρομή στη φυσική και ποια είναι αυτή η τιμή, παρουσιάζουμε μερικούς κινηματικούς τύπους που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του μελετημένου χαρακτηριστικού της κίνησης. Αυτοί είναι οι ακόλουθοι τύποι:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Εδώ η πρώτη έκφραση αντιστοιχεί στην κατάσταση όταν το σώμα κινείται ομοιόμορφα σε ευθεία γραμμή με ταχύτητα v κατά τη διάρκεια του χρόνου t. Η δεύτερη έκφραση ισχύει για ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση, όπου τα σύμβολα v0 και a δηλώνουν την αρχική ταχύτητα και επιτάχυνση, αντίστοιχα. Το σύμβολο συν πρέπει να χρησιμοποιείται εάν το σώμα επιταχύνει και το σύμβολο μείον εάν επιβραδύνεται.
Παράδειγμα προβλήματος
Έχοντας αναλύσει τι είναι μονοπάτι στη φυσική, ας λύσουμε το παρακάτω πρόβλημα. Ένα σκάφος με ταχύτητα 13 km/h κινείται ενάντια στο ρεύμα του ποταμού για 1,5 ώρα από το ένα σημείο στο άλλο. Πόσο μακριά διανύει το σκάφος αν η ταχύτητα του ποταμού είναι 3χλμ/ώρα;
Αυτό είναι ένα κλασικό πρόβλημα εφαρμογής του τύπου για την ομοιόμορφη κίνηση ενός σώματος. Η πολυπλοκότητα της εργασίας έγκειται μόνο στον προσδιορισμό της πραγματικής ταχύτητας του σκάφους. Δεδομένου ότι η κίνησή του συμβαίνει ενάντια στο ρεύμα, θα είναι ίση με τη διαφορά: 13 - 3 \u003d 10 km / h. Τώρα μένει να αντικαταστήσουμε τις γνωστές τιμές στον τύπο s και να λάβουμε την απάντηση:
s=v × t=10 [km/h] × 1,5 [h]=15 km
Στα προβλήματα υπολογισμού διαδρομής, είναι απαραίτητο να τηρούνται οι διαστάσεις των χρησιμοποιούμενων τιμών της ταχύτητας, του χρόνου και της επιτάχυνσης, προκειμένου να αποφευχθούν λάθη.
