Kinematik er en af de vigtige dele af mekanikken, som betragter bevægelseslovene for legemer i rummet (årsagerne til bevægelse studeres af dynamik). I denne artikel vil vi overveje en af de vigtigste størrelser af kinematik, vi vil besvare spørgsmålet: "Hvad er en sti i fysik?"
Begrebet stien
Hvad er en vej i fysik? Dette er en værdi svarende til længden af segmentet i rummet, som kroppen under undersøgelse har overvundet i løbet af sin bevægelse. For at beregne stien er det nødvendigt at kende ikke kun kroppens indledende og endelige positioner, men også banen for dens bevægelse. Spørgsmålet om, hvad en vej er i fysik, kan besvares forskelligt. Denne værdi forstås som længden af banen, det vil sige den imaginære linje, som kroppen bevægede sig langs.
Forskellige tegn bruges til at angive stien. Så hvis vi taler om en-dimensionel bevægelse, så kan vi bruge symbolet Δx, hvor Δ betyder en ændring i x-koordinaten. Ud over dette symbol bruges bogstaverne s, l og h ofte til at betegne den pågældende mængde, de to sidstnævnte betyder henholdsvis længde og højde. SåSåledes kan bogstavet s i kinematik oftest findes for at angive en sti.
Hvis det vides, at kroppen bevæger sig i en lige linje i tredimensionelt rum, og koordinaterne for dens udgangsposition er kendt (x0; y 0; z0) og sidste (x1; y1; z 1), så kan stien bestemmes af formlen:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Kinematiske formler
Efter at have overvejet, hvordan stien er angivet i fysik, og hvad denne værdi er, præsenterer vi et par kinematiske formler, der bruges til at beregne den undersøgte karakteristik af bevægelse. Disse er følgende formler:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Her svarer det første udtryk til situationen, hvor kroppen bevæger sig ensartet i en lige linje med en hastighed v i løbet af tiden t. Det andet udtryk gælder for ensartet accelereret bevægelse, hvor symbolerne v0 og a angiver henholdsvis starthastighed og acceleration. Plustegnet skal bruges, hvis kroppen accelererer, og minustegnet, hvis den decelererer.
Eksempelproblem
Efter at have analyseret, hvad en sti er i fysik, så lad os løse følgende problem. En båd med en hastighed på 13 km/t bevæger sig mod strømmen af floden i 1,5 time fra et punkt til et andet. Hvor langt rejser båden, hvis flodens hastighed er 3km/t?
Dette er et klassisk problem med at anvende formlen for ensartede bevægelser af en krop. Kompleksiteten af opgaven er kun at bestemme bådens faktiske hastighed. Da dens bevægelse sker mod strømmen, vil den være lig med forskellen: 13 - 3 \u003d 10 km / t. Nu er det tilbage at erstatte de kendte værdier i formlen for s og få svaret:
s=v × t=10 [km/t] × 1,5 [h]=15 km
I stiberegningsproblemer er det nødvendigt at følge dimensionerne af de anvendte værdier for hastighed, tid og acceleration for at undgå fejl.
