Lub ncauj lus ntawm peb cov lus niaj hnub no yuav yog kinematics ntawm cov khoom siv. Nws yog dab tsi? Cov ntsiab lus twg tshwm sim hauv nws thiab txhais li cas yuav tsum tau muab rau lo lus no? Peb yuav sim teb cov lus nug no thiab ntau lwm yam lus nug hnub no.
Definition and concept
Kinematics ntawm cov khoom taw tes tsis muaj dab tsi ntau tshaj li ntu ntu ntawm physics hu ua "mechanics". Nws, nyob rau hauv lem, kawm cov qauv ntawm kev txav ntawm tej lub cev. Lub kinematics ntawm cov khoom taw tes kuj tseem cuam tshuam nrog qhov teeb meem no, tab sis tsis ua nws txoj hauv kev. Qhov tseeb, ntu ntu no kawm txog txoj hauv kev uas tso cai rau koj los piav txog kev txav ntawm lub cev. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, tsuas yog lub thiaj li hu ua lub cev zoo tagnrho yog tsim rau kev tshawb fawb. Cov no suav nrog: cov khoom siv taw tes, lub cev nruj kiag li thiab cov roj zoo tagnrho. Cia peb xav txog cov ntsiab lus nthuav dav. Peb txhua tus paub los ntawm lub rooj ntev zaum hauv tsev kawm ntawv tias nws yog kev cai hu rau cov khoom taw qhia lub cev, qhov ntev ntawm qhov uas nyob rau hauv ib qho xwm txheej tuaj yeem tsis quav ntsej. Los ntawm txoj kev, kinematics ntawm kev txhais lus ntawm cov khoom taw tes rau thawj zaug pibtshwm sim nyob rau hauv cov ntaub ntawv physics qib xya. Qhov no yog cov ceg yooj yim tshaj plaws, yog li nws yooj yim tshaj plaws los pib kev paub txog kev tshawb fawb nrog nws cov kev pab. Ib qho lus nug cais yog dab tsi yog cov ntsiab lus ntawm kinematics ntawm cov khoom taw tes. Muaj ntau heev ntawm lawv, thiab conditionally lawv yuav muab faib ua ob peb theem nrog txawv complexity rau kev nkag siab. Yog hais tias peb tham, piv txwv li, txog lub vojvoog vector, ces, nyob rau hauv lub hauv paus ntsiab lus, tsis muaj dab tsi txwv tsis pub nyuaj nyob rau hauv nws txhais. Txawm li cas los xij, koj yuav pom zoo tias nws yuav yooj yim dua rau cov tub ntxhais kawm kom nkag siab nws dua li cov tub ntxhais kawm theem nrab lossis theem siab. Thiab ua kom ncaj ncees, tsis tas yuav piav qhia cov yam ntxwv ntawm lo lus no rau cov tub ntxhais kawm theem siab.
keeb kwm luv ntawm kev tsim cov kinematics
Ntau, ntau xyoo dhau los, tus kws tshawb fawb zoo Aristotle tau mob siab rau tus tsov ntxhuav feem ntawm nws lub sijhawm dawb rau kev kawm thiab piav qhia txog physics raws li kev tshawb fawb cais. Nws kuj tau ua haujlwm ntawm kinematics, sim nthuav tawm nws cov ntsiab lus tseem ceeb thiab cov ntsiab lus, ib txoj hauv kev los yog lwm txoj hauv kev siv los daws cov teeb meem siv tau thiab txawm tias txhua hnub. Aristotle tau muab cov tswv yim pib hais txog dab tsi cov ntsiab lus ntawm kinematics ntawm cov khoom taw tes yog dab tsi. Nws tej hauj lwm thiab tej hauj lwm tseem ceeb heev rau tib neeg. Txawm li cas los xij, hauv nws qhov kev txiav txim siab nws tau ua ntau qhov yuam kev, thiab yog vim li cas rau qhov no yog qee qhov kev xav tsis zoo thiab kev suav tsis raug. Muaj ib zaug, lwm tus kws tshawb fawb, Galileo Galilei, tau nyiam ua haujlwm ntawm Aristotle. Ib qho ntawm cov ntsiab lus no tau muab los ntawm Aristotle yog qhov kev txav ntawm lub cevtshwm sim tsuas yog tias nws tau ua los ntawm qee lub zog, txiav txim siab los ntawm kev siv zog thiab kev taw qhia. Galileo tau ua pov thawj tias qhov no yog qhov yuam kev. Lub zog yuav cuam tshuam rau kev txav nrawm, tab sis tsis muaj ntxiv. Cov Italian tau qhia tias kev quab yuam yog qhov ua rau kom nrawm, thiab nws tsuas tuaj yeem tshwm sim nrog nws. Tsis tas li ntawd, Galileo Galilei tau them nyiaj ntau rau txoj kev kawm ntawm cov txheej txheem ntawm lub caij nplooj zeeg dawb, muab cov qauv tsim nyog. Tej zaum txhua leej txhua tus nco qab nws cov kev sim nto moo, uas nws tau ua ntawm Leaning Ntauwd ntawm Pisa. Tus kws kho mob Ampère kuj tau siv lub hauv paus ntawm cov kev daws teeb meem kinematic hauv nws cov haujlwm.
Cov ntsiab lus pib
Raws li tau hais ua ntej, kinematics yog kev kawm txog txoj hauv kev los piav qhia qhov kev txav ntawm cov khoom zoo. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, lub hauv paus ntawm kev soj ntsuam lej, zoo tib yam algebra thiab geometry tuaj yeem siv rau hauv kev xyaum. Tab sis dab tsi cov ntsiab lus (cov ntsiab lus tseeb, thiab tsis yog cov ntsiab lus rau qhov muaj nuj nqis parametric) hauv qab no ntu ntawm physics? Ua ntej, txhua tus neeg yuav tsum to taub kom meej tias cov kinematics ntawm kev txhais lus ntawm cov khoom siv taw tes txiav txim siab txog cov lus tsa suab yam tsis xav txog qhov ntsuas quab yuam. Ntawd yog, txhawm rau daws cov teeb meem sib raug, peb tsis xav tau cov qauv uas cuam tshuam nrog kev quab yuam. Nws tsis yog coj mus rau hauv tus account los ntawm kinematics, txawm tias muaj pes tsawg tus ntawm lawv muaj - ib, ob, peb, yam tsawg kawg yog ob peb puas txhiab. Txawm li cas los xij, qhov muaj nyob ntawm acceleration tseem muab. Nyob rau hauv ib tug xov tooj ntawm cov teeb meem, lub kinematics ntawm lub zog ntawm cov khoom taw tes qhia los txiav txim qhov loj ntawm lub acceleration. Txawm li cas los xij, qhov ua rau ntawm qhov tshwm sim no (uas yog, lub zog thiablawv qhov xwm txheej) tsis suav tias yog tab sis tshem tawm.
Kev faib tawm
Peb tau pom tias kinematics tshawb nrhiav thiab siv txoj hauv kev los piav txog kev txav ntawm lub cev yam tsis xav txog lub zog ua rau lawv. Los ntawm txoj kev, lwm ntu ntawm mechanics, uas yog hu ua dynamics, deals nrog xws li ib tug txoj hauj lwm. Twb tau nyob ntawd, Newton txoj cai raug siv, uas tso cai rau hauv kev coj ua los txiav txim siab ntau yam tsis muaj nrog me me ntawm cov ntaub ntawv pib paub. Cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm kinematics ntawm cov khoom taw tes yog qhov chaw thiab lub sijhawm. Thiab nyob rau hauv kev twb kev txuas nrog rau kev loj hlob ntawm science ob qho tag nrho thiab nyob rau hauv cov cheeb tsam no, cov lus nug tshwm sim txog qhov tsim nyog ntawm kev siv xws li ib tug ua ke.
Txij thaum chiv keeb muaj classical kinematics. Peb tuaj yeem hais tias nws yog tus cwj pwm tsis yog los ntawm qhov muaj qhov sib txawv ntawm lub cev thiab qhov chaw, tab sis kuj yog lawv txoj kev ywj pheej los ntawm kev xaiv ntawm ib lossis lwm tus qauv siv. Los ntawm txoj kev, peb yuav tham txog qhov no me ntsis tom qab. Tam sim no cia peb piav qhia seb peb tab tom tham txog dab tsi. Hauv qhov no, ib ntu yuav raug suav hais tias yog qhov sib txawv ntawm lub sijhawm, thiab lub sijhawm luv yuav raug suav tias yog lub sijhawm luv. Txhua yam zoo li pom tseeb. Yog li, cov khoob no yuav raug suav hais tias hauv classical kinematics yog qhov tseeb, tsis sib xws, hauv lwm lo lus, ywj pheej ntawm kev hloov pauv ntawm ib qho kev siv mus rau lwm qhov. Seb kev lag luam relativistic kinematics. Nyob rau hauv nws, qhov sib txawv thaum lub sij hawm hloov ntawm kev siv tshuab tuaj yeem hloov pauv. Nws yuav yog qhov tseeb dua hais tias lawv ua tsis tau, tab sis lawv yuav tsum, tej zaum. Vim li no, lub simultaneity ntawm obCov xwm txheej tsis sib xws kuj dhau los ua txheeb ze thiab raug txiav txim siab tshwj xeeb. Tias yog vim li cas nyob rau hauv relativistic kinematics ob lub ntsiab lus - qhov chaw thiab lub sij hawm - muab tso rau hauv ib tug.
Kinematics ntawm cov khoom taw tes: ceev, acceleration thiab lwm yam kom muaj nuj nqis
Yuav kom nkag siab yam tsawg kawg me ntsis ntawm ntu ntu ntawm physics, koj yuav tsum tau taw qhia cov ntsiab lus tseem ceeb tshaj plaws, paub cov ntsiab lus thiab xav txog qhov no lossis qhov ntau npaum li cas hauv cov ntsiab lus dav dav. Tsis muaj dab tsi nyuaj hauv qhov no, qhov tseeb, txhua yam yooj yim heev thiab yooj yim. Xav txog, tej zaum, pib nrog, cov ntsiab lus yooj yim siv hauv cov teeb meem kinematics.
kev
Mechanical txav peb yuav xav txog cov txheej txheem thaum lub sijhawm ib lossis lwm yam khoom zoo hloov pauv nws txoj haujlwm hauv qhov chaw. Hauv qhov no, peb tuaj yeem hais tias qhov kev hloov pauv tshwm sim txheeb ze rau lwm lub cev. Nws kuj tseem yuav tsum tau coj mus rau hauv tus account qhov tseeb tias kev tsim ib lub sijhawm luv luv ntawm ob qhov xwm txheej tshwm sim ib txhij. Piv txwv li, nws yuav muaj peev xwm cais tau qee lub sij hawm tsim thaum lub sij hawm dhau los ntawm lub cev los ntawm ib txoj hauj lwm mus rau lwm qhov. Peb kuj tseem nco ntsoov tias lub cev nyob rau hauv rooj plaub no tuaj yeem sib cuam tshuam nrog ib leeg, raws li kev cai dav dav ntawm mechanics. Qhov no yog raws nraim li cas kinematics ntawm cov khoom taw tes feem ntau ua haujlwm nrog. Cov ntaub ntawv siv yog lub tswvyim tom ntej uas yog inextricably txuas nrog nws.
Coordinates
Lawv tuaj yeem hu ua cov ntaub ntawv zoo tib yam uas tso cai rau koj los txiav txim siab txoj haujlwm ntawm lub cev ntawm ib zaug lossis lwm qhov. Coordinates yog inextricably txuas nrog lub tswvyim ntawm ib tug siv system, raws li zoo raws li lub coordinate grid. Feem ntau lawv yog kev sib txuas ntawm cov tsiaj ntawv thiab cov lej.
Radius vector
Los ntawm lub npe nws yuav tsum paub meej tias nws yog dab tsi. Txawm li cas los xij, cia peb tham txog qhov no kom ntxaws ntxiv. Yog tias ib qho taw tes txav mus raws ib qho kev sib tw, thiab peb paub tseeb tias qhov pib ntawm ib qho kev siv qhov system, ces peb tuaj yeem kos ib lub vojvoog vector txhua lub sijhawm. Nws yuav txuas qhov chaw pib ntawm qhov taw tes mus rau qhov chaw tam sim lossis qhov kawg.
Txoj Kev
Nws yuav raug hu ua ib txoj kab txuas ntxiv, uas tau muab tso rau ntawm qhov kev txav ntawm cov khoom taw tes hauv ib qho kev qhia tshwj xeeb.
Speed (ob leeg linear thiab angular)
Nov yog tus nqi uas qhia tau tias lub cev mus nrawm npaum li cas los ntawm ib qho kev ncua deb.
Acceleration (ob lub kaum sab xis thiab kab)
Qhia los ntawm txoj cai lij choj twg thiab qhov nrawm nrawm ntawm lub cev hloov pauv li cas.
Tej zaum, ntawm no lawv yog - cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm kinematics ntawm cov khoom taw tes. Nws yuav tsum tau muab sau tseg tias ob qhov ceev thiab acceleration yog vector ntau. Thiab qhov no txhais tau hais tias lawv tsis tsuas yog muaj qee qhov taw qhia tus nqi, tab sis kuj muaj qee qhov kev taw qhia. Los ntawm txoj kev, lawv tuaj yeem raug coj mus rau ob qho tib si nyob rau hauv ib qho kev taw qhia thiab nyob rau hauv opposite lus qhia. Hauv thawj kis, lub cev yuav nrawm, hauv qhov thib ob nws yuav qeeb.
Cov haujlwm yooj yim
Kinematics ntawm cov khoom taw tes (kev tshaj tawm, nrawm thiab kev ncua deb uas yog cov tswv yim tseem ceeb) suav nrog tsis yog cov haujlwm loj heev, tab sis ntau yam ntawm lawv pawg sib txawv. Cia peb sim daws qhov teeb meem yooj yim los ntawm kev txiav txim siab qhov kev ncua deb ntawm lub cev.
xav tias cov xwm txheej peb muaj ntawm tes yog raws li hauv qab no. Tus neeg tsav tsheb lub tsheb nyob ntawm txoj kab pib. Tus neeg teb xov tooj muab tus chij mus ua ntej, thiab lub tsheb nrawm nrawm nrawm. Txiav txim siab seb nws puas tuaj yeem teeb tsa cov ntaub ntawv tshiab hauv kev sib tw ntawm cov neeg sib tw, yog tias tus thawj coj tom ntej tau npog qhov deb ntawm ib puas meters hauv 7.8 vib nas this. Siv lub acceleration ntawm lub tsheb sib npaug li 3 meters muab faib los ntawm ib tug thib ob squared.
Yog li, yuav daws qhov teeb meem no li cas? Nws yog qhov nthuav heev, vim peb yuav tsum tsis txhob "qhuav" txiav txim siab qee yam tsis muaj. Nws yog ci ntsa iab nrog kev hloov pauv thiab qee qhov xwm txheej, uas ua rau muaj kev sib txawv ntawm cov txheej txheem ntawm kev daws teeb meem thiab tshawb nrhiav cov ntsuas. Tab sis peb yuav tsum coj li cas ua ntej ua haujlwm?
1. Lub kinematics ntawm cov khoom taw tes muab rau kev siv acceleration nyob rau hauv cov ntaub ntawv no.
2. Qhov kev daws teeb meem yog xav tias siv cov qauv nyob deb, txij li nws cov lej muaj nqis tshwm nyob rau hauv cov xwm txheej.
Qhov teeb meem yeej daws tau yooj yim heev. Txhawm rau ua qhov no, peb muab cov qauv kev ncua deb: S=VoT + (-) AT ^ 2/2. Lub ntsiab lus yog dab tsi? Peb yuav tsum nrhiav kom paub tias ntev npaum li cas tus neeg caij tsheb yuav npog qhov kev ncua deb, thiab tom qab ntawd muab piv rau daim duab nrog cov ntaub ntawv kom paub seb nws ntaus nws lossis tsis. Txhawm rau ua qhov no, faib sijhawm, peb tau txais cov qauvrau nws: AT^2 + 2VoT - 2S. Qhov no tsis muaj dab tsi ntau tshaj li qhov sib npaug plaub npaug. Tab sis lub tsheb yuav tawm mus, uas txhais tau hais tias qhov pib ceev yuav yog 0. Thaum daws qhov sib npaug, qhov kev sib cais yuav sib npaug rau 2400. Txhawm rau nrhiav lub sijhawm, koj yuav tsum tau siv lub hauv paus. Cia peb ua nws mus rau tus lej thib ob: 48.98. Nrhiav lub hauv paus ntawm qhov sib npaug: 48.98/6=8.16 vib nas this. Nws hloov tawm tias tus tsav tsheb yuav tsis muaj peev xwm tuav cov ntaub ntawv uas twb muaj lawm.
