Động học là gì? Đây là một lĩnh vực cơ học nghiên cứu các phương pháp toán học và hình học để mô tả chuyển động của các vật thể được lý tưởng hóa. Chúng được chia thành nhiều loại. Chủ đề của bài viết hôm nay sẽ là những khía cạnh nào đó có liên quan đến khái niệm "động học điểm". Chúng tôi sẽ đề cập đến nhiều chủ đề, nhưng chúng tôi sẽ bắt đầu với các khái niệm và giải thích cơ bản nhất về ứng dụng của chúng trong lĩnh vực này.
Đối tượng nào được coi là?
Nếu động học là một nhánh của vật lý học nghiên cứu cách mô tả chuyển động của các vật thể trong không gian có kích thước khác nhau, thì bạn cần phải vận hành với chính các vật thể đó, phải không? Để nhanh chóng hiểu những gì đang bị đe dọa, bạn có thể tìm một bài học đa phương tiện được thiết kế cho sinh viên. Động học nói chung là đơn giản để hiểu, nếu bạn hiểu những điều cơ bản của nó. Khi bạn làm quen với chúng, bạn sẽ nhận thấy rằng trong lý thuyết có thông tin rằng ngành vật lý này nghiên cứu các quy luật chuyển động của các đối tượng vật chất.điểm. Chú ý cách khái quát định nghĩa của các đối tượng. Mặt khác, điểm vật chất không phải là đối tượng duy nhất được xem xét bởi động học. Ngành vật lý này nghiên cứu các nguyên tắc chuyển động của cả vật thể hoàn toàn cứng và chất lỏng lý tưởng. Rất thường cả ba khái niệm này được kết hợp thành một, nói một cách đơn giản là "các đối tượng lý tưởng hóa". Sự lý tưởng hóa trong trường hợp này là cần thiết cho các quy ước tính toán và loại bỏ các sai số hệ thống có thể xảy ra. Nếu bạn nhìn vào định nghĩa của một điểm vật chất, bạn sẽ nhận thấy rằng phần sau được viết về nó: đây là một vật thể có các kích thước có thể bị bỏ qua trong tình huống tương ứng. Điều này có thể hiểu như sau: so với quãng đường đi được thì kích thước tuyến tính của vật thể là không đáng kể.
Dùng để mô tả gì?
Như đã đề cập trước đó, động học là một phần phụ của cơ học nghiên cứu cách mô tả chuyển động của một điểm. Nhưng nếu điều này là như vậy, nó có nghĩa là một số khái niệm và nguyên tắc cơ bản, như tiên đề, là cần thiết để thực hiện các phép toán như vậy? Đúng. Và trong trường hợp của chúng tôi, họ là. Đầu tiên, trong động học, đó là một quy tắc để giải quyết vấn đề mà không cần nhìn lại các lực tác dụng lên một điểm vật chất. Tất cả chúng ta đều biết rõ rằng một cơ thể sẽ tăng tốc hoặc giảm tốc độ nếu một lực nhất định tác động lên nó. Và động học là phần phụ cho phép bạn vận hành với gia tốc. Tuy nhiên, bản chất của các lực lượng mới nổi không được xem xét ở đây. Để mô tả chuyển động, các phương pháp phân tích toán học, hình học tuyến tính và không gian được sử dụng, vàcũng đại số. Lưới tọa độ và bản thân các tọa độ cũng đóng một vai trò nhất định. Nhưng chúng ta sẽ nói về vấn đề này sau một chút.
Lịch sử Sáng tạo
Các công trình đầu tiên về chuyển động học được biên soạn bởi nhà khoa học vĩ đại Aristotle. Chính ông là người đã hình thành nên một số nguyên tắc cơ bản của ngành công nghiệp này. Và mặc dù các công trình và kết luận của ông có một số ý kiến và phản ánh sai lầm, các tác phẩm của ông vẫn có giá trị to lớn đối với vật lý học hiện đại. Các tác phẩm của Aristotle sau đó đã được Galileo Galilei nghiên cứu. Ông đã thực hiện các thí nghiệm nổi tiếng với Tháp nghiêng Pisa, khi ông nghiên cứu quy luật của quá trình rơi tự do của một vật thể. Sau khi nghiên cứu mọi thứ từ trong ra ngoài, Galileo phải hứng chịu những suy tư và kết luận của Aristotle trước những lời chỉ trích gay gắt. Ví dụ, nếu người sau viết rằng lực là nguyên nhân của chuyển động, Galileo đã chứng minh rằng lực là nguyên nhân của gia tốc, nhưng không phải là cơ thể sẽ nhận và bắt đầu chuyển động và chuyển động. Theo Aristotle, một cơ thể chỉ có thể đạt được tốc độ khi chịu một lực nhất định. Nhưng chúng ta biết rằng ý kiến này là sai, vì có một chuyển động tịnh tiến đều. Điều này một lần nữa được chứng minh bằng các công thức của động học. Và chúng ta sẽ chuyển sang câu hỏi tiếp theo.
Chuyển động học. Vật lý học. Các khái niệm cơ bản
Có một số nguyên tắc và định nghĩa cơ bản trong phần này. Hãy bắt đầu với cái chính.
Chuyển động cơ học
Có thể, từ trên ghế nhà trường, chúng tôi đang cố gắng nảy sinh ý tưởng về thứ có thể được coi là một chuyển động cơ học. Chúng tôi giải quyết nó hàng ngày, hàng giờ, hàng giây. Chúng ta sẽ coi chuyển động cơ học là một quá trình xảy ra trong không gian theo thời gian, cụ thể là sự thay đổi vị trí của một vật. Đồng thời, thuyết tương đối thường được áp dụng cho quá trình, tức là họ nói rằng vị trí của vật thể thứ nhất đã thay đổi so với vị trí của vật thể thứ hai. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có hai chiếc xe ở vạch xuất phát. Người điều khiển đi trước hoặc đèn sáng lên - và xe ô tô cất cánh. Ngay từ đầu đã có sự thay đổi vị trí. Hơn nữa, bạn có thể nói về điều này trong một thời gian dài và tẻ nhạt: về một đối thủ cạnh tranh, về vạch xuất phát, về một khán giả cố định. Nhưng có lẽ ý tưởng đã rõ ràng. Điều tương tự cũng có thể nói về hai người đi theo một hướng hoặc nhiều hướng khác nhau. Vị trí của mỗi người trong số họ so với các vị trí khác thay đổi tại mỗi thời điểm.
Hệ quy chiếu
Chuyển động học, vật lý học - tất cả các ngành khoa học này đều sử dụng một khái niệm cơ bản như hệ quy chiếu. Trên thực tế, nó đóng một vai trò rất quan trọng và được sử dụng trong các bài toán thực tế hầu như ở khắp mọi nơi. Hai thành phần quan trọng hơn có thể được kết nối với hệ quy chiếu.
Lưới tọa độ và tọa độ
Cái sau không gì khác hơn là một tập hợp các con số và chữ cái. Sử dụng một số cài đặt hợp lý nhất định, chúng tôi có thể soạnlưới tọa độ một chiều hoặc hai chiều, sẽ cho phép chúng ta giải quyết các vấn đề đơn giản nhất về thay đổi vị trí của một điểm vật liệu trong một khoảng thời gian nhất định. Thông thường, trong thực tế, lưới tọa độ hai chiều được sử dụng với các trục X ("x") và Y ("y"). Trong không gian ba chiều, nó có thêm trục Z (“z”) và trong không gian một chiều, chỉ có X. Lính pháo binh và trinh sát thường làm việc với các tọa độ. Và lần đầu tiên chúng ta gặp chúng ở trường tiểu học, khi chúng ta bắt đầu vẽ các đoạn có độ dài nhất định. Rốt cuộc, tốt nghiệp không gì khác hơn là việc sử dụng các tọa độ để chỉ ra điểm bắt đầu và điểm kết thúc.
Ngữ dụng học lớp 10. Số lượng
Các đại lượng chính được sử dụng để giải các bài toán về chuyển động học của một chất điểm là quãng đường, thời gian, tốc độ và gia tốc. Hãy nói về hai điều cuối cùng chi tiết hơn. Cả hai đại lượng này đều là véc tơ. Nói cách khác, chúng không chỉ có một chỉ số bằng số, mà còn có một hướng xác định trước. Chuyển động của cơ thể sẽ xảy ra theo hướng mà véc tơ vận tốc hướng vào. Đồng thời, không nên quên vectơ gia tốc nếu chúng ta gặp trường hợp chuyển động không đều. Gia tốc có thể được hướng cùng chiều hoặc ngược hướng. Nếu chúng cùng hướng, thì cơ thể sẽ bắt đầu di chuyển ngày càng nhanh hơn. Nếu chúng ngược chiều nhau thì vật sẽ giảm tốc độ cho đến khi dừng lại. Sau đó, khi có gia tốc, cơ thể sẽ nhận được tốc độ ngược lại, tức là nó sẽ chuyển động theo hướng ngược lại. Tất cả điều này trong thực tế được thể hiện rất rõ ràng bằng động học. Lớp 10 chỉ có vậy thôithời kỳ mà phần vật lý này được tiết lộ đầy đủ.
Công thức
Công thức chuyển động học khá đơn giản cho cả đầu ra và ghi nhớ. Ví dụ, công thức cho quãng đường vật đi được trong một thời gian nhất định như sau: S=VoT + aT ^ 2/2. Như chúng ta có thể thấy, ở phía bên trái, chúng ta có cùng một khoảng cách. Ở phía bên phải, bạn có thể tìm thấy tốc độ ban đầu, thời gian và gia tốc. Dấu cộng chỉ có điều kiện, vì gia tốc có thể nhận giá trị vô hướng âm trong quá trình đối tượng giảm tốc. Nói chung, động học của chuyển động ngụ ý sự tồn tại của một loại tốc độ, chúng ta liên tục nói “ban đầu”, “cuối cùng”, “tức thời”. Tốc độ tức thời xuất hiện tại một thời điểm nhất định. Nhưng suy cho cùng, nếu bạn nghĩ như vậy, thì các thành phần cuối cùng hoặc ban đầu không là gì khác ngoài những biểu hiện cụ thể của nó, phải không? Chủ đề "Chuyển động học" có lẽ được học sinh yêu thích nhất vì nó đơn giản và thú vị.
Ví dụ về các vấn đề
Trong động học đơn giản nhất, có toàn bộ các loại nhiệm vụ rất khác nhau. Tất cả chúng được kết nối theo cách này hay cách khác với sự chuyển động của một điểm vật chất. Ví dụ, trong một số trường hợp, yêu cầu xác định quãng đường đi được của cơ thể trong một thời gian nhất định. Trong trường hợp này, các thông số như vận tốc ban đầu và gia tốc có thể được biết. Hoặc có thể học sinh sẽ được giao một nhiệm vụ, nhiệm vụ này chỉ bao gồm yêu cầu biểu thị và tính gia tốc của cơ thể. Hãy lấy một ví dụ. Xe xuất phát từ vị trí tĩnh. Anh ta sẽ có thời gian đi được quãng đường bao nhiêu trong 5 giây nếu gia tốc của anh ta là ba mét,chia cho bình phương thứ hai?
Để giải quyết vấn đề này, chúng ta cần công thức S=VoT + at ^ 2/2. Chúng tôi chỉ cần thay thế dữ liệu có sẵn vào đó. Đó là gia tốc và thời gian. Lưu ý rằng số hạng Vot sẽ về không, vì vận tốc ban đầu bằng không. Do đó, chúng tôi nhận được một câu trả lời là 75 mét. Vậy là xong, vấn đề đã được giải quyết.
Kết quả
Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra các nguyên tắc và định nghĩa cơ bản, đưa ra ví dụ về công thức và nói về lịch sử hình thành tiểu mục này. Động học, khái niệm được giới thiệu ở lớp bảy trong các bài học vật lý, tiếp tục được cải tiến liên tục trong khuôn khổ của phần tương đối tính (không cổ điển).
