質点の運動学：基本概念、要素

私たちの今日の記事のトピックは、質点の運動になります。 それをすべてについては何ですか？ どのような概念は、それに表示され、どのような定義は、この用語に与えられるべきですか？ これらおよび他の多くの質問が、今日、私たちは答えることを試みます。

概念の定義

キネマティクス素材・ポイントは、「力学」と題された物理学のサブセクションに他なりません。 彼女は、今度は、様々な体の運動の法則を研究しています。 質点の運動学もこの作業に関与しているが、それは一般的な用語ではありません。 実際には、このサブセクションでは、体の動きを記述する方法を調べます。 本研究では唯一の、いわゆる理想的な体に適しています。 これらには、質点、剛体および理想ガス。 詳細にコンセプトを考えてみましょう。 私たちは皆、どのような状況での大きさは無視することができ、材料のポイントが体と呼ばれていることを学校から知っています。 ところで、の運動 並進運動 質点のは、物理学上の第七年生の教科書に初めて現れ始めます。 これは、それが最も便利であるその助けを借りて、科学と知人を開始するために、最も簡単なブランチです。 別の問題は、質点の運動の要素が何であるか、です。 彼らは非常に多くあり、それらは条件付きで把握するために、さまざまな困難を伴ういくつかのレベルに分けることができます。 我々は話をした場合、例えば、半径ベクトルは、それから、原則的には、その定義に法外複雑なものではありません。 しかし、それは平均的な学生や高校生以上の学生にあることを理解する方がはるかに簡単であることに同意します。 そして率直に言えば、用語の高校生の特徴を説明する必要はありません。

運動学の簡単な歴史

多くの、何年も前に、偉大なアリストテレスは、個別の科学としての物理学を勉強して記述した彼の自由な時間の最大のシェアを捧げました。 特に、彼が主なポイントやコンセプト、一つの方法または実用的でさえ日常的なタスクを解決するための試みで使用される別のものにそれを提示しようとすると、運動に取り組みました。 アリストテレスは、質点の運動の要素が何であるかの最初のアイデアを与えました。 彼の作品や著作は、すべての人類のために非常に貴重です。 それにも関わらず、その結論では、エラーのかなりの数を作った、との問題は、いくつかのエラーやミスがあったことです。 ガリレオ・ガリレイ - 彼の時間におけるアリストテレスの作品は、他の科学者に興味を持つようになりました。 アリストテレスによって提唱基本的な論文の一つは、それが強度及び方向によって決定される、いくつかの力が作用された場合に体動がケースにのみ発生することを読み出します。 ガリレオは、これは間違いであることを証明しました。 力は、速度設定、ないより多くの影響を与えます。 イタリアン力が加速度の原因であり、それはそれでのみ相互できることを示しました。 ガリレオ・ガリリー、プロセスの研究にかなりの注意を払って 、自由落下の 関係法令をもたらします。 おそらく誰もが、彼はピサの塔で過ごした彼の有名な実験、約覚えています。 彼の作品では、基本的には、運動学的溶液を使用し、物理学者アンペア。

初期のコンセプト

先に述べたように、理想的な物体の運動を記述するための方法を模索する運動。 実際には、基礎は数学的解析、通常の代数と幾何学を適用してもよいです。 しかし、どのような概念である（この概念は、と何の定義とパラメータ値）は、物理学のこのサブセクションの中心にありませんか？ まず、誰もが明確の運動ということを理解すべきである 並進運動 質点の運動は、動力性能を除いて考えます。 つまり、関連する問題を解決するために、我々は、電源に接続された数式を必要としません。 1、2、3、でも数百万のは - それは何の関係があるどのようにそれらの多くは、運動とみなされていません。 それにも関わらず、加速度の存在がまだ用意されています。 質点運動の運動学問題の数の加速度値を決定規定します。 しかし、この現象の原因（すなわち、力とその性質）を考慮していない、と省略されます。

分類

私たちは、運動学を探究し、それらに作用する力に関係なく、体の動きを記述するための方法を適用することがわかりました。 ちなみに、このタスクは、ダイナミクスと呼ばれている他のサブ力学、のために行ってきました。 すでに使用がある ニュートンの法則、 実際には、既知の初期データの数が少ないと、十分なパラメータを定義することができます。 運動学の基本概念材料のポイント-それは空間と時間です。 そして、一般的には、現場での科学の発展に関連して、このような組み合わせの妥当性についての質問がありました。

当初から、古典運動がありました。 私たちは、それは両方の時間的・空間的なギャップの存在だけでなく、特有のものであると言うことができますが、それらは、参照の特定のフレームの選択とは無関係です。 ところで、私たちは後でについて説明します。 今、ちょうどそれが何であるかを説明します。 間隔 - この場合の空間間隔は、セグメント、時間とみなされます。 すべてが明らかであると思われます。 今、これらのギャップは、別のフレームからの遷移とは独立して、換言すれば、絶対不変の古典的な運動に考慮されます。 ビジネス相対論的運動学かどうか。 これは、基準フレームとの間で切り替えるときインターバル変化してもよいです。 おそらく、も、彼らができないと言うのが賢明です、とすべきです。 そのため2つのランダムイベントのこの同時性も相対的になり、特別な配慮の対象となります。 空間および時間 - - 一つに結合され、それは二つの概念の相対運動にことです。

運動質点：速度、加速度、およびその他の値

このサブセクションの物理学を理解するために、少なくとも少しに、あなたが、最も重要な概念をナビゲートする定義を知っていて、一般的な用語、どちらか一方の値で構成するものを表す必要があります。 それについて複雑な何も実際に、それは非常に簡単でシンプルません。 運動学の問題で使用される基本的な概念で始まるように、おそらく、考えてみましょう。

運動

機械式ムーブメント、私たちは、1つのまたは別の理想的な物体が空間内でその位置を変更するプロセスを前提としています。 この場合、我々は、変更が他の機関との関係であると言うことができます。 考慮に入れ、同時に場所と二つの事象間の特定の時間間隔の確立を取るという事実を取ることが必要です。 例えば、本体との間の経過時間のために形成され一定間隔を割り当てることが可能であろう別の位置から来ました。 このように本体とは力学の一般的な法則によれば、互いに相互作用することができることにも留意されたいです。 これは、多くの場合、質点の運動を運営する、まさにです。 参照システム - 以下の概念、密接にそれにリンクされています。

座標

彼らは私たちが特定の時点で体の位置を決定することができ、通常のデータを呼び出すことができます。 座標は密接基準システムの概念と座標グリッドに連結されています。 ほとんどの場合、文字と数字の組み合わせです。

半径ベクトル

名前から、あることは明らかです。 それにもかかわらず、のは、それについての詳細をお話しましょう。 点は、経路に沿って移動し、我々は、参照の特定のフレームの開始を知っている場合、任意の時点での位置ベクトルを保持することができます。 彼は瞬間的または有限でポイントの初期位置に加わることになります。

パス

これは、基準の所与のフレーム中の粒子の動きの結果として敷設されている連続線と呼ぶことにします。

スピード（線形および角度の両方）

ボディは、距離の期間を経る方法を速く伝えることができます。この値は、。

加速度（及び角度およびリニア）

それはどのような法とどのように集中的に速度設定本体を変更するの下に示します。

おそらく、ここで彼らは - 質点の運動の主な要素。 速度及び加速度の両方があることに留意すべきであるベクトル量。 これは、彼らがちょうどデモンストレーション効果、だけでなく、一定の方向性を持っていないことを意味します。 ちなみに、彼らは一つの方向に、反対に向けることができます。 最初のケースでは、本体は、第二に加速する - 遅くします。

最も簡単なタスク

（ほとんどの基本的な概念である速度、加速度及び距離）質点の運動は、問題の膨大な数、および異なるカテゴリにおけるそれらの多くそれもない事実を有しています。 さんは身体が移動した距離を決定するのに十分な簡単なタスクを解決してみましょう。

以下のように、私たちは手に持っている状況を仮定します。 車の運転手は、スタートラインに立っています。 オペレータは、視覚信号フラグを提供し、車は劇的に離陸します。 それは百メートルに等しい距離は、7.8秒に一度リーダーだった場合は、競争のライダーに新しいレコードが、できるようになるかどうかを決定します。 車両の加速度は、平方秒で割った、3メートルに等しい取ら。

だから、どのように同様の問題を解決するには？ 我々は、特定のパラメータの定義を「乾燥」しないように要求されているように、それは、非常に興味深いです。 彼女は明るくし、プロセス・ソリューションと検索インデックスを多様化し、特定の状況になります。 しかし、我々は前に導かれるべきか、どのようにタスクにアプローチするには？

質点の1キネマティクスは、加速の場合の使用を含みます。

それは数値条件に表示されるので、2は、距離の式を用いて決定するものとします。

我々は、すべて簡単に問題を解決します。 この距離の式を取るために：S = VOT +（ - ）^ 2/2 AT。 意味は何ですか？ 私たちはレーサー指定距離を通過し、その後、彼は彼を倒すかないでしょう見つけるために、レコードとインデックスを比較しますどのくらいの時間を知る必要があります。 2S - AT ^ 2 + 2VoT：彼は式を取得するためにこれを行うために、我々はさておき、時間を設定します。 これは、他ならない 二次方程式。 しかし、車は離陸、それは判別式の決定は2400年と同じになります場合は、初期速度が0に等しいことを意味し、検索時間のルートのために削除する必要があります。 48.98：小数点以下第三位を占めています。 48.98 / 6 = 8.16秒：私たちは、方程式の根を見つけます。 これは、ドライバーが既存の記録を破ることができないことが判明しました。