Vă explicăm ce este cinematica și care este originea acestei ramuri a fizicii. Elemente de cinematică și exemple de aplicare.
fizic care studiază mișcarea obiectelor solide și traiectoria lor în funcție de timp, fără a ține cont de originea forțelor care o motivează. Pentru aceasta, se ia în considerare viteza (schimbarea în deplasare pe unitate de vreme) si accelerare (schimbarea vitezei) obiectului în mișcare.
Originile cinematicii se întorc la astronomie timpuri străvechi, când astronomi și filozofi precum Galileo Galilei observau circulaţie a sferelor în planuri înclinate și în cădere liberă pentru a înțelege mișcarea celui stele ceresc. Aceste studii, împreună cu cele ale lui Nicolás Copernicus, Tycho Brahe și Johannes Kepler, au servit drept referință pentru Isaac Newton pentru a-și formula trei legi ale mișcării, iar toate acestea împreună au întemeiat cinematica modernă la începutul secolului al XVIII-lea.
Contribuțiile francezilor Jean Le Rond d’Alembert, Leonhard Euler și André-Marie Ampère au fost cheie în stabilirea acestui disciplina, botezat de însuși Ampère ca cinematică (din greacă kineină, derulați, mutați).
Postularea mult mai târziu a relativității de către Albert Einstein avea să răstoarne această disciplină și va găsi cinematica relativistă, în care timpul și spaţiu Ele nu sunt dimensiuni absolute, așa cum viteza luminii.
Elemente de cinematică
Elementele de bază ale cinematicii sunt trei: spațiul, timpul și un mobil. Trebuie să luăm în considerare faptul că în mecanica clasice primele două (timp și spațiu) sunt dimensiuni absolute, independente de mobil și anterioare existenței acestuia.
Spațiul este descris de geometria euclidiană, timpul este considerat unic în orice regiune a univers, iar un mobil poate fi orice corp în mișcare. Cele mai simple telefoane mobile sunt particule (și studiul său deschide câmpul cinematicii particulelor), dar mai frecvent sunt luate în considerare solidele rigide (analoage unui sistem de particule și corespunzătoare a ceea ce cunoaștem ca corpuri sau obiecte).
În acest sens, cinematica clasică are în vedere următoarele tipuri de mișcare:
- Mișcare uniformă a liniilor. Un corp se deplasează cu o viteză v constantă, cu accelerație zero în linie dreaptă.
- Mișcare rectilinie uniform accelerată. Un corp se mișcă cu o viteză care variază liniar (deoarece accelerația sa este constantă) pe măsură ce trece timpul.
- Mișcare armonică simplă. Este o mișcare periodică alternativă în care un corp oscilează în jurul unui punct de echilibru în a abordare determinate şi în unităţi regulate de timp.
- Mișcare parabolică. Este alcătuirea a două mișcări rectilinie diferite: una orizontală și de viteză constantă, iar cealaltă accelerată vertical și uniform.
- Mișcare circulară uniformă. După cum indică numele, este mișcarea care urmărește cercuri perfecte în calea sa, păstrând modulul vitezei sale neschimbat în timp.
- Mișcare circulară uniform accelerată.Este mișcarea care trasează cercuri perfecte în calea ei, dar cu o viteză care variază în modul în timp.
- Mișcare armonică complexă. Este combinarea diverselor mișcări armonice simple, în direcții diferite.
Exemple de cinematică
Acele ceasului ilustrează mișcare circulară uniformă.
Cele mai multe dintre mișcările cunoscute de pe fața pământului sunt exemple bune din studiile cinematice. Căderea unui corp, de exemplu, este o mișcare accelerată uniform de către forta gravitatiei acea Pământ exercită asupra tuturor obiectelor. Această forță este ceea ce numim noi greutate și indică centrul planetei.
Un alt exemplu este un corp suspendat de un elastic, precum un arc, a cărui mișcare va fi armonică simplă sau complexă în funcție de forțele pe care le exercităm asupra acestuia.
În cele din urmă, mișcarea acelor ceasului sau a unui obiect liber în interiorul unei centrifuge (hainele din mașina de spălat, de exemplu), permite ilustrarea mișcării circulare uniforme sau, respectiv, accelerată.