kinematik

Physisch

2022

Wir erklären, was Kinematik ist und was der Ursprung dieses Teils der Physik ist. Elemente der Kinematik und Anwendungsbeispiele.

körperlich das die Bewegung fester Objekte und ihre Flugbahn als Funktion der Zeit untersucht, ohne den Ursprung der Kräfte zu berücksichtigen, die sie motivieren. Dabei wird die Geschwindigkeit berücksichtigt (die Änderung in Verschiebung pro Einheit von Wetter) und das Beschleunigung (Geschwindigkeitsänderung) des bewegten Objekts.

Die Ursprünge der Kinematik gehen auf die Astronomie alten Zeiten, als Astronomen und Philosophen wie Galileo Galilei die Bewegung von Kugeln in schiefen Ebenen und im freien Fall, um die Bewegung der Sterne himmlisch. Diese Studien, zusammen mit denen von Nicolás Copernicus, Tycho Brahe und Johannes Kepler, dienten Isaac Newton als Referenz für die Formulierung seiner drei Bewegungsgesetze, und all dies zusammen begründete zu Beginn des 18. Jahrhunderts die moderne Kinematik.

Maßgeblich hierfür waren die Beiträge der Franzosen Jean Le Rond d’Alembert, Leonhard Euler und André-Marie Ampère Disziplin, getauft von Ampère selbst als Kinematik (aus dem Griechischen kinein, scrollen, bewegen).

Die viel spätere Relativitätstheorie von Albert Einstein stellte diese Disziplin auf den Kopf und fand die relativistische Kinematik, in der Zeit und Platz Sie sind keine absoluten Maße, da die Lichtgeschwindigkeit.

Elemente der Kinematik

Die Grundelemente der Kinematik sind drei: Raum, Zeit und ein Mobile. Wir müssen berücksichtigen, dass in der Mechanik klassisch sind die ersten beiden (Zeit und Raum) absolute Dimensionen, unabhängig vom Handy und vor seiner Existenz.

Der Raum wird durch die euklidische Geometrie beschrieben, die Zeit gilt als einzigartig in jeder Region des Universum, und ein Handy kann jeder Körper in Bewegung sein. Die einfachsten Handys sind Partikel (und ihr Studium eröffnet das Gebiet der Teilchenkinematik), aber häufiger werden starre Festkörper (analog zu einem Teilchensystem und entsprechend dem, was wir als Körper oder Objekte kennen) betrachtet.

In diesem Sinne betrachtet die klassische Kinematik folgende Bewegungsarten:

  • Gleichmäßige Linienbewegung. Ein Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit v ohne Beschleunigung auf einer geraden Linie.
  • Gleichmäßig beschleunigte geradlinige Bewegung. Ein Körper bewegt sich mit einer Geschwindigkeit, die sich im Laufe der Zeit linear ändert (da seine Beschleunigung konstant ist).
  • Einfache harmonische Bewegung. Es ist eine periodische Hin- und Herbewegung, bei der ein Körper um einen Gleichgewichtspunkt in a . schwingt die Anschrift bestimmt und in regelmäßigen Zeiteinheiten.
  • Parabolische Bewegung. Es besteht aus zwei verschiedenen geradlinigen Bewegungen: einer horizontalen mit konstanter Geschwindigkeit und der anderen vertikal und gleichmäßig beschleunigt.
  • Gleichförmige Kreisbewegung. Wie der Name schon sagt, ist es die Bewegung, die auf ihrem Weg perfekte Kreise zeichnet und den Modul ihrer Geschwindigkeit im Laufe der Zeit unverändert lässt.
  • Gleichmäßig beschleunigte Kreisbewegung.Es ist die Bewegung, die auf ihrem Weg perfekte Kreise zeichnet, jedoch mit einer Geschwindigkeit, die im Laufe der Zeit im Modul variiert.
  • Komplexe harmonische Bewegung. Es ist die Kombination verschiedener einfacher harmonischer Bewegungen in verschiedene Richtungen.

Beispiele für Kinematiken

Die Zeiger einer Uhr veranschaulichen eine gleichmäßige Kreisbewegung.

Die meisten der bekannten Bewegungen auf der Erdoberfläche sind gute Beispiele aus kinematischen Studien. Der Fall eines Körpers zum Beispiel ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung durch die Schwerkraft das Erde übt auf alle Gegenstände aus. Diese Kraft nennen wir Gewicht und zeigt auf das Zentrum des Planeten.

Ein anderes Beispiel ist ein Körper, der an einem Gummiband, wie einer Feder, aufgehängt ist, dessen Bewegung je nach den Kräften, die wir auf ihn ausüben, einfach oder komplex harmonisch ist.

Schließlich erlaubt die Bewegung der Zeiger einer Uhr oder eines losen Gegenstandes in einer Zentrifuge (zB der Wäsche in der Waschmaschine) die gleichmäßige bzw. beschleunigte Kreisbewegung zu veranschaulichen.

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