კინემატიკა მექანიკის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი განყოფილებაა, რომელიც განიხილავს სივრცეში სხეულების მოძრაობის კანონებს (მოძრაობის მიზეზებს სწავლობს დინამიკა). ამ სტატიაში განვიხილავთ კინემატიკის ერთ-ერთ ძირითად რაოდენობას, ვუპასუხებთ კითხვას: "რა არის გზა ფიზიკაში?"
გზის კონცეფცია
რა არის გზა ფიზიკაში? ეს არის სიდიდე, რომელიც ტოლია სივრცეში სეგმენტის სიგრძისა, რომელიც შესასწავლმა სხეულმა გადალახა მისი მოძრაობის დროს. ბილიკის გამოსათვლელად საჭიროა იცოდეთ არა მხოლოდ სხეულის საწყისი და საბოლოო პოზიციები, არამედ მისი მოძრაობის ტრაექტორია. კითხვაზე, თუ რა არის გზა ფიზიკაში, სხვაგვარად შეიძლება პასუხის გაცემა. ეს მნიშვნელობა გაგებულია, როგორც ტრაექტორიის სიგრძე, ანუ წარმოსახვითი ხაზი, რომლის გასწვრივაც სხეული მოძრაობდა.
სხვადასხვა სიმბოლოები გამოიყენება ბილიკის აღსანიშნავად. ასე რომ, თუ ვსაუბრობთ ერთგანზომილებიან მოძრაობაზე, მაშინ შეგვიძლია გამოვიყენოთ სიმბოლო Δx, სადაც Δ ნიშნავს x კოორდინატის ცვლილებას. ამ სიმბოლოს გარდა, ასოები s, l და h ხშირად გამოიყენება განსახილველი რაოდენობის აღსანიშნავად, ეს უკანასკნელი ორი ნიშნავს სიგრძეს და სიმაღლეს, შესაბამისად. Ისეამრიგად, კინემატიკაში ასო s ყველაზე ხშირად გვხვდება ბილიკის აღსანიშნავად.
თუ ცნობილია, რომ სხეული მოძრაობს სწორხაზოვნად სამგანზომილებიან სივრცეში და ცნობილია მისი საწყისი პოზიციის კოორდინატები (x0; y 0; z0) და საბოლოო (x1; y1; z 1), შემდეგ გზა შეიძლება განისაზღვროს ფორმულით:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
კინემატიკური ფორმულები
მას შემდეგ რაც განვიხილეთ, თუ როგორ აღინიშნება გზა ფიზიკაში და რა არის ეს მნიშვნელობა, წარმოგიდგენთ რამდენიმე კინემატიკურ ფორმულას, რომლებიც გამოიყენება მოძრაობის შესწავლილი მახასიათებლის გამოსათვლელად. ეს არის შემდეგი ფორმულები:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
აქ პირველი გამოხატულება შეესაბამება სიტუაციას, როდესაც სხეული ერთნაირად მოძრაობს სწორი ხაზით v სიჩქარით t დროის განმავლობაში. მეორე გამოთქმა მოქმედებს თანაბრად აჩქარებული მოძრაობისთვის, სადაც სიმბოლოები v0 და a აღნიშნავენ, შესაბამისად, საწყის სიჩქარეს და აჩქარებას. პლიუსის ნიშანი უნდა იქნას გამოყენებული, თუ სხეული აჩქარებს, და მინუსის ნიშანი, თუ ის ნელდება.
პრობლემის მაგალითი
როდესაც გავაანალიზეთ რა არის გზა ფიზიკაში, მოვაგვაროთ შემდეგი პრობლემა. ნავი 13 კმ/სთ სიჩქარით მოძრაობს მდინარის დინების საწინააღმდეგოდ ერთი წერტილიდან მეორეზე 1,5 საათის განმავლობაში. რამდენ მანძილზე გადის ნავი, თუ მდინარის სიჩქარე 3-იაკმ/სთ?
ეს არის სხეულის ერთგვაროვანი მოძრაობის ფორმულის გამოყენების კლასიკური პრობლემა. ამოცანის სირთულე მხოლოდ ნავის რეალური სიჩქარის დადგენაა. ვინაიდან მისი მოძრაობა ხდება დენის საწინააღმდეგოდ, ის ტოლი იქნება სხვაობის: 13 - 3 \u003d 10 კმ / სთ. ახლა რჩება ცნობილი მნიშვნელობების ჩანაცვლება s-ის ფორმულაში და მიიღეთ პასუხი:
s=v × t=10 [კმ/სთ] × 1,5 [სთ]=15 კმ
ბილიკების გამოთვლის ამოცანებში, შეცდომების თავიდან აცილების მიზნით, საჭიროა დაიცვას გამოყენებული სიჩქარის, დროისა და აჩქარების მნიშვნელობების ზომები.
