Kinemātika ir viena no svarīgākajām mehānikas sadaļām, kas ņem vērā ķermeņu kustības likumus telpā (kustības cēloņus pēta dinamika). Šajā rakstā mēs apskatīsim vienu no galvenajiem kinemātikas daudzumiem, mēs atbildēsim uz jautājumu: "Kas ir ceļš fizikā?"
Ceļa jēdziens
Kas ir ceļš fizikā? Šī ir vērtība, kas vienāda ar segmenta garumu telpā, kuru pētāmais ķermenis ir pārvarējis kustības laikā. Lai aprēķinātu ceļu, ir jāzina ne tikai ķermeņa sākotnējās un beigu pozīcijas, bet arī tā kustības trajektorija. Uz jautājumu, kas ir ceļš fizikā, var atbildēt dažādi. Šī vērtība tiek saprasta kā trajektorijas garums, tas ir, iedomātā līnija, pa kuru pārvietojās ķermenis.
Ceļa norādīšanai tiek izmantotas dažādas rakstzīmes. Tātad, ja mēs runājam par viendimensionālu kustību, tad varam izmantot simbolu Δx, kur Δ nozīmē x koordinātas izmaiņas. Papildus šim simbolam aplūkojamā daudzuma apzīmēšanai bieži tiek lietoti burti s, l un h, pēdējie divi attiecīgi nozīmē garumu un augstumu. TātadTādējādi kinemātikā burtu s var atrast visbiežāk, lai apzīmētu ceļu.
Ja ir zināms, ka ķermenis trīsdimensiju telpā pārvietojas pa taisnu līniju un ir zināmas tā sākotnējās pozīcijas koordinātas (x0; y 0; z0) un pēdējais (x1; y1; z 1), tad ceļu var noteikt pēc formulas:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Kinemātiskās formulas
Apsverot, kā fizikā tiek apzīmēts ceļš un kāda ir šī vērtība, mēs piedāvājam dažas kinemātiskās formulas, kuras izmanto, lai aprēķinātu pētīto kustības raksturlielumu. Šīs ir šādas formulas:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Šeit pirmā izteiksme atbilst situācijai, kad ķermenis vienmērīgi kustas taisnā līnijā ar ātrumu v laikā t. Otrā izteiksme ir derīga vienmērīgi paātrinātai kustībai, kur simboli v0 un a apzīmē attiecīgi sākotnējo ātrumu un paātrinājumu. Plus zīme ir jāizmanto, ja ķermenis paātrina, un mīnusa zīme, ja tas palēninās.
Problēmas piemērs
Izanalizējuši, kas fizikā ir ceļš, atrisināsim šādu uzdevumu. Laiva ar ātrumu 13 km/h pārvietojas pret upes straumi 1,5 stundas no viena punkta uz otru. Cik tālu laiva brauc, ja upes ātrums ir 3km/h?
Šī ir klasiska ķermeņa vienmērīgas kustības formulas piemērošanas problēma. Uzdevuma sarežģītība ir tikai laivas faktiskā ātruma noteikšana. Tā kā tā kustība notiek pret strāvu, tā būs vienāda ar starpību: 13 - 3 \u003d 10 km / h. Tagad atliek aizstāt zināmās vērtības formulā ar s un iegūt atbildi:
s=v × t=10 [km/h] × 1,5 [h]=15 km
Ceļu aprēķināšanas problēmās ir jāievēro izmantoto ātruma, laika un paātrinājuma vērtību izmēri, lai izvairītos no kļūdām.
