Kinematica is een van de belangrijke onderdelen van de mechanica, die rekening houdt met de bewegingswetten van lichamen in de ruimte (de oorzaken van beweging worden bestudeerd door dynamica). In dit artikel zullen we een van de belangrijkste hoeveelheden kinematica beschouwen, we zullen de vraag beantwoorden: "Wat is een pad in de natuurkunde?"
Het concept van het pad
Wat is een pad in de natuurkunde? Dit is een waarde die gelijk is aan de lengte van het segment in de ruimte, die het bestudeerde lichaam tijdens zijn beweging heeft overwonnen. Om het pad te berekenen, is het noodzakelijk om niet alleen de begin- en eindpositie van het lichaam te kennen, maar ook het traject van zijn beweging. De vraag wat een pad in de natuurkunde is, kan anders worden beantwoord. Deze waarde wordt opgevat als de lengte van het traject, dat wil zeggen de denkbeeldige lijn waarlangs het lichaam bewoog.
Verschillende tekens worden gebruikt om het pad aan te geven. Dus als we het hebben over eendimensionale beweging, dan kunnen we het symbool Δx gebruiken, waarbij Δ een verandering in de x-coördinaat betekent. Naast dit symbool worden vaak de letters s, l en h gebruikt om de betreffende hoeveelheid aan te duiden, waarbij de laatste twee respectievelijk lengte en hoogte betekenen. DusIn de kinematica komt de letter s dus het vaakst voor om een pad aan te duiden.
Als bekend is dat het lichaam in een rechte lijn beweegt in de driedimensionale ruimte, en de coördinaten van zijn beginpositie bekend zijn (x0; y 0; z0) en final (x1; y1; z 1), dan kan het pad worden bepaald met de formule:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Kinematische formules
Na te hebben overwogen hoe het pad in de natuurkunde wordt aangegeven en wat deze waarde is, presenteren we een aantal kinematische formules die worden gebruikt om de bestudeerde bewegingskarakteristiek te berekenen. Dit zijn de volgende formules:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Hier komt de eerste uitdrukking overeen met de situatie waarin het lichaam gelijkmatig in een rechte lijn beweegt met een snelheid v gedurende de tijd t. De tweede uitdrukking is geldig voor eenparig versnelde beweging, waarbij de symbolen v0 en a respectievelijk de beginsnelheid en versnelling aangeven. Het plusteken moet worden gebruikt als het lichaam versnelt en het minteken als het vertraagt.
Voorbeeld probleem
Laten we, na te hebben geanalyseerd wat een pad in de natuurkunde is, het volgende probleem oplossen. Een boot met een snelheid van 13 km/u vaart 1,5 uur tegen de stroom van de rivier in van het ene punt naar het andere. Hoe ver vaart de boot als de snelheid van de rivier 3. iskm/u?
Dit is een klassiek probleem bij het toepassen van de formule voor de uniforme beweging van een lichaam. De complexiteit van de taak is alleen om de werkelijke snelheid van de boot te bepalen. Omdat de beweging tegen de stroom in plaatsvindt, is deze gelijk aan het verschil: 13 - 3 \u003d 10 km / u. Nu blijft het om de bekende waarden in de formule te vervangen door s en het antwoord te krijgen:
s=v × t=10 [km/u] × 1,5 [u]=15 km
Bij padberekeningsproblemen is het noodzakelijk om de afmetingen van de gebruikte waarden van snelheid, tijd en versnelling te volgen om fouten te voorkomen.
