To tylko jedna z 16 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
1 WIELKOŚCI FIZYCZNE 2 KINEMATYKA 1) kinematyka jest to nauka o ruchu.
Kinematyka Najczęściej spotykanym zjawiskiem w przyrodzie jest ruch. Najprostszą postacią ruchu jest ruch mechaniczny, a polega on na zmianie wzajemnego położenia ciał (lub ich części) w przestrzeni. Na początku naszych rozważań będziemy zajmować się tzw. mechaniką klasyczną, czyli interesował nas będzie ruch ciał o stosunkowo dużych rozmiarach (w porównaniu do atomów) poruszających się z prędkością znacznie mniejszą od prędkości światła. Prawa ruchu ciał poruszających się z prędkościami porównywalnymi do prędkością światła są przedmiotem badań mechaniki relatywistycznej, natomiast takich ciał jak np. elektrony (cząsteczki elementarne) opisuje mechanika kwantowa. Zarówno w mechanice relatywistycznej jak i kwantowej prawa rządzące ruchem ciał są bardziej skomplikowane niż w mechanice klasycznej i na razie nie będziemy się nimi zajmować. Układ odniesienia Opisując ruch jakiś ciał możemy to zrobić jedynie w odniesieniu do innych ciał. Kiedy mówimy, że jakiś obiekt znajduje się w jadącym pociągu, to łatwo zauważyć, że porusza się on względem torów, ale pozostaje w spoczynku względem ścian wagonu. Zawsze więc ruch opisujemy względem układu odniesienia. A układ odniesienia możemy "związać" z dowolnym ciałem. Dla uproszczenia obliczeń układ odniesienia przedstawia się za pomocą kartezjańskiego układu współrzędnych. Wygodnie jest wówczas ustalić początek układu współrzędnych w miejscu obiektu względem którego opisujemy ruch. Wówczas jeżeli punkt O oznacza początek układu współrzędnych, punkt P 1 jest punktem początkowego położenia ciała, punkt P 2 jest punktem końcowego położenia ciała to: Wektor (o początku w punkcie O i końcu w punkcie P 1 ) nazywany jest wektorem położenia początkowego Wektor (o początku w punkcie O i końcu w punkcie P 2 ) nazywamy wektorem położenia końcowego Wektor (o początku w punkcie P 1 i końcu w punkcie P 2 ) nazywamy wektorem przesunięcia (przemieszczenia). Jest to różnica wektora położenia końcowego i początkowego Punkt materialny W celu uproszczenia zapisów lub dla ułatwienia zrozumienia danego problemu stosuje się czasami abstrakcyjne modele. Takim modelem jest punkt materialny. A nazywamy nim ciało posiadające masę, którego rozmiary można pominąć w rozważanym zagadnieniu, bez szkody dla tych rozważań. Tor ruchu Torem (trajektorią) nazywamy krzywą lub prostą zakreśloną w przestrzeni przez poruszający się punkt. Długość toru nazywamy drogą (s). Jeżeli tor jest linią prostą to mówimy, że ciało porusza się ruchem prostoliniowym. Jeżeli tor jest krzywą to ciało porusza się ruchem krzywoliniowym. Nie powinniśmy mylić toru ze śladem. Tor jest pojęciem abstrakcyjnym, nie można go zobaczyć, jest nieskończenie cienki.
(…)
… wywołanemu przez tę siłę. takie równanie nazywamy dynamiczną postacią siły. Zasada zachowania pędu Doświadczenie uczy nas, że jeżeli mamy dwie identyczne kule i jedna z nich jest w spoczynku a druga porusza się z prędkością V, to po zderzeniu kula która znajdowała się w spoczynku zacznie poruszać się z prędkością V natomiast kula która poruszała się przed zderzeniem zatrzyma się. Jeżeli natomiast obie kule poruszają się z prędkością V i nastąpi czołowe zderzenie tych kul to obie kule odbiją się i będą podążały "z powrotem". Mamy tu do czynienia z zasadą zachowania pędu. Zasada ta jest spełniona jeżeli bierzemy pod uwagę układ odosobniony, tzn. taki w którym nie działają żadne niezrównoważone siły zewnętrzne. Zasada zachowania pędu jest istotna także ze względu na to, że (przeciwnie do zasad dynamiki Newtona) jest prawidłowa także w mechanice relatywistycznej, czyli dla ciał poruszających się z prędkością porównywalną z prędkością światła. Zasada zachowania pędu mówi nam: Jeżeli w inercjalnym układnie odniesienia na układ ciał nie działają siły zewnętrzne lub działające siły się równoważą, to całkowity pęd układu nie ulega zmianie. [2] W naszych przykładach układem ciał były dwie kule. Całkowity pędu układu pozostaje…
… także, że ciało to zaczyna spadać, więc jego prędkość początkowa równa jest zero (V0=0). Przyspieszenie grawitacyjne oznaczamy zawsze symbolem g. Po poprawieniu nasz wzór będzie wyglądał następująco: Z tego wzoru w prosty sposób wyliczyć można czas spadku ciała: Jeżeli chcemy obliczyć prędkość końcową ciała, możemy skorzystać, ze wzoru na przyspieszenie: Podstawmy teraz za a symbol g, oraz za V0 wartość 0…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)