động học

VậT Lý

2022

Chúng tôi giải thích động học là gì và nguồn gốc của nhánh vật lý này là gì. Các yếu tố của động học và các ví dụ ứng dụng.

thuộc vật chất nghiên cứu chuyển động của vật rắn và quỹ đạo của chúng như một hàm của thời gian, mà không tính đến nguồn gốc của các lực thúc đẩy nó. Vì vậy, tốc độ được xem xét (sự thay đổi trong sự dời chỗ mỗi đơn vị của thời tiết) và sự tăng tốc (thay đổi tốc độ) của vật chuyển động.

Nguồn gốc của động học quay trở lại thiên văn học thời cổ đại, khi các nhà thiên văn học và triết học như Galileo Galilei quan sát sự chuyển động của các quả cầu trong mặt phẳng nghiêng và rơi tự do để hiểu chuyển động của các ngôi sao thiên tử. Những nghiên cứu này cùng với những nghiên cứu của Nicolás Copernicus, Tycho Brahe và Johannes Kepler, đóng vai trò là tài liệu tham khảo cho Isaac Newton để xây dựng ba định luật chuyển động, và tất cả những điều này đã cùng nhau tạo nên động học hiện đại vào đầu thế kỷ 18.

Những đóng góp của Jean Le Rond d’Alembert, Leonhard Euler và André-Marie Ampère người Pháp là chìa khóa thành lập kỷ luật, được rửa tội bởi chính Ampère với tư cách là động học (từ tiếng Hy Lạp kinein, cuộn, di chuyển).

Định đề tương đối sau này của Albert Einstein sẽ làm đảo lộn ngành học này và tìm ra động học tương đối tính, trong đó thời gian và khoảng trống Chúng không phải là kích thước tuyệt đối, vì tốc độ ánh sáng.

Các yếu tố của động học

Các yếu tố cơ bản của chuyển động học là ba yếu tố: không gian, thời gian và di động. Chúng ta phải xem xét rằng trong cơ khí cổ điển hai thứ nhất (thời gian và không gian) là các chiều tuyệt đối, không phụ thuộc vào di động và trước khi tồn tại của nó.

Không gian được mô tả bằng hình học Euclide, thời gian được coi là duy nhất trong bất kỳ vùng nào của vũ trụ, và một thiết bị di động có thể là bất kỳ cơ thể nào đang chuyển động. Điện thoại di động đơn giản nhất là vật rất nhỏ (và nghiên cứu của nó mở ra lĩnh vực chuyển động của các hạt), nhưng các chất rắn thường cứng hơn (tương tự như một hệ thống các hạt và tương ứng với những gì chúng ta biết là cơ thể hoặc vật thể) được xem xét.

Theo nghĩa này, động học cổ điển xem xét các loại chuyển động sau:

  • Dòng chuyển động đồng đều. Một vật chuyển động với vận tốc v không đổi, gia tốc bằng không trên một đường thẳng.
  • Chuyển động thẳng đều gia tốc đều. Một vật chuyển động với tốc độ thay đổi tuyến tính (vì gia tốc của nó không đổi) theo thời gian.
  • Chuyển động điều hòa đơn giản. Nó là một chuyển động tuần hoàn, trong đó một vật dao động quanh một điểm cân bằng trong một địa chỉ xác định và theo đơn vị thời gian thông thường.
  • Chuyển động theo đường parabol. Nó là thành phần của hai chuyển động thẳng nghiêng khác nhau: một chuyển động ngang với tốc độ không đổi, và một chuyển động thẳng đứng và có gia tốc đều.
  • Chuyển động tròn đều. Như tên gọi của nó, nó là chuyển động theo dấu những vòng tròn hoàn hảo trên đường đi của nó, giữ cho mô đun tốc độ của nó không thay đổi theo thời gian.
  • Chuyển động tròn đều có gia tốc đều.Đó là chuyển động theo dấu các vòng tròn hoàn hảo trên đường đi của nó, nhưng với tốc độ thay đổi theo mô-đun theo thời gian.
  • Chuyển động điều hòa phức tạp. Nó là sự kết hợp của nhiều chuyển động điều hòa đơn giản khác nhau, theo các hướng khác nhau.

Ví dụ về chuyển động học

Kim đồng hồ minh họa cho chuyển động tròn đều.

Hầu hết các chuyển động đã biết trên bề mặt trái đất là những ví dụ điển hình từ các nghiên cứu động học. Ví dụ, sự rơi của một cơ thể là một chuyển động được gia tốc đồng đều bởi lực hấp dẫn điều đó Trái đất tác dụng trên tất cả các đối tượng. Lực lượng này là những gì chúng tôi gọi là trọng lượng và chỉ vào trung tâm của hành tinh.

Một ví dụ khác là một vật được treo trên một vật đàn hồi, chẳng hạn như lò xo, mà chuyển động của nó sẽ là điều hòa đơn giản hoặc phức tạp tùy thuộc vào lực mà chúng ta tác dụng lên nó.

Cuối cùng, chuyển động của kim đồng hồ hoặc của một vật lỏng lẻo bên trong máy ly tâm (ví dụ như quần áo trong máy giặt), cho phép minh họa chuyển động tròn đều hoặc chuyển động có gia tốc, tương ứng.

!-- GDPR -->