Kinematics yog dab tsi? Thawj zaug, cov tub ntxhais kawm ntawv theem nrab pib paub txog nws cov lus txhais hauv cov lus qhia physics. Mechanics (kinematics yog ib qho ntawm nws cov ceg) nws tus kheej yog ib feem ntawm qhov kev tshawb fawb no. Feem ntau nws tau nthuav tawm rau cov tub ntxhais kawm ua ntej hauv phau ntawv. Raws li peb tau hais, kinematics yog ib feem ntawm cov tshuab. Tab sis vim peb tab tom tham txog nws, cia peb tham txog qhov no me ntsis ntxiv.
Mechanics ua ib feem ntawm physics
Lo lus "mechanics" nws tus kheej yog los ntawm Greek keeb kwm thiab txhais txhais tau tias yog kos duab ntawm lub tsev tshuab. Hauv physics, nws tau suav hais tias yog ib feem uas kawm txog kev txav ntawm cov khoom siv lub cev los ntawm peb nyob rau hauv ntau qhov sib txawv (uas yog, kev txav tuaj yeem tshwm sim hauv ib lub dav hlau, ntawm ib qho kev sib koom ua ke, lossis hauv peb qhov chaw.). Kev kawm txog kev sib cuam tshuam ntawm cov ntsiab lus ntawm cov khoom siv yog ib qho ntawm cov haujlwm uas cov tshuab ua haujlwm (kinematics yog qhov tshwj xeeb rau txoj cai no, vim nws koom nrog kev tsim qauv thiab tshuaj xyuas lwm yam xwm txheej yam tsis xav txog qhov cuam tshuam ntawm kev quab yuam). Nrog rau tag nrho cov no, nws yuav tsum tau muab sau tseg tias cov ceg ntawm physicstxhais tau hais tias los ntawm kev txav mus los ntawm kev hloov pauv ntawm txoj haujlwm ntawm lub cev hauv qhov chaw dhau sijhawm. Cov lus txhais no siv tau tsis yog rau cov ntsiab lus lossis lub cev tag nrho, tab sis kuj rau lawv qhov chaw.
Lub tswvyim ntawm kinematics
Lub npe ntawm ntu no ntawm physics kuj yog Greek keeb kwm thiab txhais tau tias "tsav". Yog li, peb tau txais thawj zaug, tseem tsis tau tsim cov lus teb rau lo lus nug ntawm dab tsi kinematics yog. Hauv qhov no, peb tuaj yeem hais tias tshooj kawm txog lej cov txheej txheem los piav txog qee hom kev txav ntawm lub cev ncaj qha. Peb tab tom tham txog qhov hu ua lub cev muaj zog, hais txog cov kua dej zoo tagnrho, thiab, ntawm chav kawm, txog cov ntsiab lus ntawm cov khoom siv. Nws yog ib qho tseem ceeb heev uas yuav tsum nco ntsoov tias thaum siv cov lus piav qhia, qhov ua rau ntawm kev txav mus los tsis raug coj mus rau hauv tus account. Ntawd yog, cov kev txwv xws li lub cev hnyav lossis lub zog uas cuam tshuam rau qhov xwm ntawm nws txoj kev txav yuav tsis raug txiav txim siab.
Fundamentals of kinematics
Lawv suav nrog cov ntsiab lus xws li lub sijhawm thiab qhov chaw. Raws li ib qho piv txwv yooj yim tshaj plaws, peb tuaj yeem hais txog qhov xwm txheej uas, hais tias, cov khoom taw qhia txav raws lub voj voog ntawm ib lub vojvoog. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, kinematics yuav ntaus nqi lub luag hauj lwm nyob rau hauv xws li ib tug ntau npaum li centripetal acceleration, uas yog qhia raws lub vector ntawm lub cev nws tus kheej mus rau qhov chaw ntawm lub voj voog. Ntawd yog, lub acceleration vector nyob rau txhua lub sij hawm yuav coincide nrog lub vojvoog ntawm lub voj voog. Tab sis txawm nyob rau hauv cov ntaub ntawv no (nrogcentripetal acceleration) kinematics yuav tsis qhia qhov xwm ntawm lub zog uas ua rau nws tshwm sim. Cov no twb yog cov kev ua uas cov dynamic parses.
Kinematics zoo li cas?
Yog li, qhov tseeb, peb tau muab cov lus teb rau qhov kinematics yog dab tsi. Nws yog ib ceg ntawm mechanics uas kawm yuav ua li cas piav qhia txog qhov kev txav ntawm cov khoom zoo uas tsis tau kawm txog kev quab yuam. Tam sim no cia peb tham txog dab tsi kinematics tuaj yeem ua tau. Nws thawj hom yog classical. Nws yog kev cai los txiav txim siab txog qhov tseeb spatial thiab lub cev nqaij daim tawv ntawm ib hom kev txav. Nyob rau hauv lub luag hauj lwm ntawm tus qub, qhov ntev ntawm cov ntu tshwm sim, nyob rau hauv lub luag hauj lwm ntawm lub tom kawg, lub sij hawm intervals. Hauv lwm lo lus, peb tuaj yeem hais tias cov kev txwv no tseem nyob ywj pheej ntawm kev xaiv ntawm kev siv qhov system.
Relativistic
Hom thib ob ntawm kinematics yog kev sib txheeb. Hauv nws, ntawm ob qhov xwm txheej sib thooj, cov yam ntxwv ntawm lub cev thiab qhov chaw tuaj yeem hloov pauv yog tias muaj kev hloov pauv los ntawm ib qho kev siv mus rau lwm qhov. Lub simultaneity ntawm lub hauv paus chiv keeb ntawm ob txheej xwm nyob rau hauv cov ntaub ntawv no kuj yuav siv sij hawm nyob rau hauv ib tug tshwj xeeb txheeb ze tus cwj pwm. Hauv hom kinematics no, ob lub ntsiab lus cais (thiab peb tab tom tham txog qhov chaw thiab sijhawm) sib koom ua ke. Nyob rau hauv nws, qhov ntau, uas feem ntau hu ua lub ncua sij hawm, ua invariant nyob rau hauv Lorentzian transformations.
keeb kwm ntawm kev tsim cov kinematics
Ustswj kom nkag siab lub tswv yim thiab muab cov lus teb rau lo lus nug ntawm dab tsi kinematics yog. Tab sis dab tsi yog keeb kwm ntawm nws tshwm sim raws li ib feem ntawm mechanics? Nov yog qhov peb yuav tsum tau tham txog tam sim no. Tau ntev heev, txhua lub ntsiab lus ntawm ntu ntu no tau ua raws li cov haujlwm uas tau sau los ntawm Aristotle nws tus kheej. Lawv muaj cov ntsiab lus hais txog qhov ceev ntawm lub cev thaum lub caij nplooj zeeg yog ncaj qha proportional rau tus lej ntsuas ntawm qhov hnyav ntawm ib lub cev. Nws kuj tau hais tias qhov ua rau ntawm lub zog yog ncaj qha rau lub zog, thiab thaum nws tsis tuaj, tsis tuaj yeem tham txog kev txav mus los.
Kev sim ntawm Galileo
Tus kws tshawb fawb nto moo Galileo Galilei tau nyiam ua haujlwm ntawm Aristotle thaum kawg ntawm lub xyoo pua kaum rau. Nws pib kawm txog cov txheej txheem ntawm kev poob dawb ntawm lub cev. Kev hais tawm tuaj yeem ua los ntawm nws qhov kev sim ntawm Leaning Ntauwd ntawm Pisa. Tus kws tshawb fawb kuj tau kawm txog cov txheej txheem ntawm inertia ntawm lub cev. Thaum kawg, Galileo tau ua pov thawj tias Aristotle tau ua txhaum hauv nws txoj haujlwm, thiab nws tau ua ntau qhov kev txiav txim siab yuam kev. Hauv phau ntawv sib raug zoo, Galileo tau piav qhia txog cov txiaj ntsig ntawm kev ua haujlwm nrog cov pov thawj ntawm kev poob siab ntawm Aristotle cov lus xaus.
Ntawm kinematics tam sim no suav tias tau pib thaum Lub Ib Hlis 1700. Tom qab ntawd Pierre Varignon tau hais ua ntej Fabkis Academy of Sciences. Nws kuj tau coj thawj lub tswv yim ntawm kev nrawm thiab nrawm, sau thiab piav qhia lawv hauv daim ntawv sib txawv. Ib me ntsis tom qab, Ampere kuj tau sau tseg ntawm qee cov tswv yim kinematic. Nyob rau hauv lub xyoo pua kaum yim nws siv nyob rau hauv kinematics lub thiaj li huvariational suav. Qhov tshwj xeeb txoj kev xav ntawm kev sib txheeb, tsim txawm tias tom qab, qhia tias qhov chaw, zoo li lub sijhawm, tsis yog qhov tseeb. Nyob rau tib lub sijhawm, nws tau taw qhia tias qhov nrawm tuaj yeem raug txwv. Nws yog cov hauv paus ntsiab lus no uas tau ua rau kinematics los txhim kho nyob rau hauv lub moj khaum thiab cov ntsiab lus ntawm qhov hu ua relativistic mechanics.
Cov tswv yim thiab ntau npaum li cas siv hauv ntu
Cov ntsiab lus ntawm kinematics suav nrog ntau qhov ntau uas siv tsis yog hauv cov ntsiab lus theoretical xwb, tab sis kuj muaj nyob rau hauv cov qauv siv tau siv hauv kev ua qauv thiab daws qee qhov teeb meem. Cia peb paub txog cov khoom no thiab cov ntsiab lus kom ntxaws ntxiv. Cia peb pib nrog tus kawg.
1) Mechanical txav. Nws txhais tau hais tias yog kev hloov pauv ntawm qhov chaw ntawm lub cev ntawm lub cev zoo tshaj plaws txheeb ze rau lwm tus (cov ntsiab lus ntawm cov khoom) thaum lub sijhawm hloov lub sijhawm. Nyob rau tib lub sijhawm, lub cev uas tau hais los muaj cov kev sib raug zoo ntawm kev sib raug zoo nrog ib leeg.
2) Kev siv qhov system. Kinematics, uas peb tau txhais ua ntej, yog raws li kev siv lub kaw lus sib koom tes. Lub xub ntiag ntawm nws cov kev hloov pauv yog ib qho ntawm cov xwm txheej tsim nyog (qhov mob thib ob yog kev siv cov cuab yeej lossis txhais tau tias ntsuas lub sijhawm). Feem ntau, ib daim duab ntawm kev siv yog tsim nyog rau kev ua tiav cov lus piav qhia ntawm ib lossis lwm hom kev txav.
3) Kev sib koom tes. Ua ib qho kev xav txog kev xav, inextricably txuas nrog lub tswv yim yav dhau los (ncej ntawm kev siv), cov kev tswj xyuas tsis muaj dab tsi ntau tshaj li ib txoj hauv kev uas txoj hauj lwm ntawm lub cev zoo tshaj plaws hauvqhov chaw. Hauv qhov no, cov lej thiab cov cim tshwj xeeb tuaj yeem siv rau kev piav qhia. Kev tswj xyuas feem ntau yog siv los ntawm cov kws tshawb nrhiav thiab cov neeg tua phom.
4) Radius vector. Qhov no yog lub cev kom muaj nuj nqis uas yog siv rau hauv kev xyaum los teeb tsa txoj haujlwm ntawm lub cev zoo tshaj plaws nrog lub qhov muag mus rau qhov chaw qub (thiab tsis yog xwb). Cias muab, ib qho ntsiab lus raug coj mus thiab nws yog tsau rau cov rooj sib txoos. Feem ntau qhov no yog keeb kwm ntawm kev tswj xyuas. Yog li, tom qab ntawd, cia peb hais tias, lub cev zoo tshaj plaws los ntawm qhov no pib txav mus raws txoj kev ywj pheej ywj pheej. Lub sijhawm twg los xij, peb tuaj yeem txuas txoj haujlwm ntawm lub cev mus rau lub hauv paus chiv keeb, thiab txoj kab ncaj nraim yuav tsis muaj dab tsi ntau tshaj li lub vojvoog vector.
5) Ntu kinematics siv lub tswv yim ntawm kev sib tw. Nws yog ib qho yooj yim txuas ntxiv kab, uas yog tsim thaum lub sij hawm lub zog ntawm lub cev zoo tagnrho thaum lub sij hawm arbitrary free txav nyob rau hauv ib qhov chaw ntawm ntau thiab tsawg. Lub trajectory, feem, tuaj yeem yog rectilinear, ncig thiab tawg.
6) Lub kinematics ntawm lub cev yog inextricably txuas nrog xws li lub cev kom muaj nuj nqis raws li ceev. Qhov tseeb, qhov no yog vector kom muaj nuj nqis (nws yog ib qho tseem ceeb heev uas yuav tsum nco ntsoov tias lub tswv yim ntawm scalar kom muaj nuj nqis tsuas yog siv tau rau nws tsuas yog hauv cov xwm txheej tshwj xeeb), uas yuav qhia qhov kev hloov pauv ntawm txoj haujlwm ntawm lub cev zoo. Nws raug suav hais tias yog ib qho vector vim qhov tseeb tias qhov ceev tau teev cov kev taw qhia ntawm kev txav mus tas li. Txhawm rau siv lub tswv yim, koj yuav tsum siv tus ncej ntawm kev siv, raws li tau hais ua ntej.
7) Kinematics, lub ntsiab lus uas qhia txogtias nws tsis xav txog cov laj thawj uas ua rau muaj kev txav mus los, hauv qee qhov xwm txheej nws kuj txiav txim siab acceleration. Nws kuj yog ib qho vector kom muaj nuj nqis, uas qhia tau hais tias yuav ua li cas hnyav vector ntawm lub cev zoo tshaj plaws yuav hloov nrog lwm txoj kev hloov (parallel) hauv chav tsev ntawm lub sijhawm. Paub nyob rau tib lub sij hawm nyob rau hauv qhov kev taw qhia ob vectors - ceev thiab acceleration - yog qhia, peb muaj peev xwm hais txog qhov xwm ntawm lub zog ntawm lub cev. Nws tuaj yeem ua tau nrawm nrawm (cov vectors yog tib yam) lossis sib npaug qeeb (cov vectors nyob rau hauv cov lus qhia rov qab).
8) Angular tshaj tawm. Lwm vector kom muaj nuj nqis. Hauv txoj ntsiab cai, nws lub ntsiab lus coincides nrog qhov piv txwv uas peb tau muab ua ntej. Qhov tseeb, qhov sib txawv tsuas yog qhov uas tau txiav txim siab yav dhau los tau tshwm sim thaum tsiv raws txoj kab ncaj nraim. Ntawm no peb muaj ib lub voj voog. Nws tuaj yeem yog lub voj voog zoo nkauj, nrog rau lub ellipse. Ib lub tswv yim zoo sib xws yog muab rau angular acceleration.
Physics. Kinematics. Formulas
Yuav daws cov teeb meem uas muaj feem xyuam nrog kinematics ntawm lub cev zoo, muaj tag nrho cov npe ntawm ntau cov qauv. Lawv tso cai rau koj los txiav txim qhov kev ncua deb, qhov nrawm nrawm, qhov pib kawg ceev, lub sijhawm uas lub cev tau dhau qhov no lossis qhov kev ncua deb, thiab ntau ntxiv. Ib qho tshwj xeeb ntawm daim ntawv thov (private) yog cov xwm txheej nrog simulated dawb poob ntawm lub cev. Nyob rau hauv lawv, acceleration (txhais los ntawm tsab ntawv a) yog hloov los ntawm acceleration ntawm lub ntiajteb txawj nqus (ntawv g, tus lej sib npaug 9.8 m/s^2).
Yog li peb nrhiav tau dab tsi? Physics - kinematics (cov qauv uasmuab los ntawm ib leeg) - nqe lus no yog siv los piav qhia txog kev txav ntawm lub cev zoo tshaj plaws yam tsis xav txog qhov kev quab yuam uas dhau los ua qhov ua rau ntawm qhov sib thooj. Tus nyeem ntawv yeej ib txwm paub txog cov ncauj lus no kom ntxaws ntxiv. Physics (lub ntsiab lus "kinematics") yog qhov tseem ceeb heev, vim nws yog nws uas muab cov ntsiab lus tseem ceeb ntawm kev siv tshuab ua ib ntu thoob ntiaj teb ntawm cov kev tshawb fawb sib xws.
