Kinematika

Kami menjelaskan apa itu kinematika, apa studi, prinsip -prinsipnya dan memberikan beberapa contoh

Kinematika mempelajari pergerakan bola keranjang. Model sederhana mengandaikan bahwa itu adalah partikel yang diwakili oleh pusat massa

Apa itu kinematika?

Itu Kinematika Itu adalah cabang fisika klasik yang hanya berurusan dengan deskripsi Gerakan Tubuh, tanpa memperhitungkan interaksi yang menyebabkan gerakan ini.

Gerakan tubuh secara umum dapat membusuk menjadi dua: Gerakan terjemahan dan salah satu rotasi. Tetapi jika objeknya cukup kecil, hampir cenderung ke suatu titik, maka gerakan itu hanya translasi, itulah sebabnya konsep partikel berguna dalam fisika.

Dalam fisika, partikel adalah titik material, yaitu, titik adonan. Deskripsi pergerakan tubuh yang luas bisa menjadi kompleks, tetapi cukup disederhanakan jika kita mempertimbangkan titik yang disebut pusat massa, karena titik ini berperilaku seolah -olah seluruh massa terkonsentrasi di dalamnya.

Jika objeknya simetris dan homogen, pusat massa bertepatan dengan pusat geometrisnya.

Sebagai contoh, gerakan translasi bulan sehubungan dengan bumi adalah gerakan titik sentral bulan. Demikian pula, jika Anda ingin menggambarkan pergerakan bola bola basket, itu cukup untuk menggambarkan pergerakan pusat adonannya, titik yang mewakili gerakan translasi seluruh bola.

Prinsip sinematik

Kinematika translasi adalah deskripsi pergerakan titik adonan material M, disebut "partikel".

Untuk menemukan partikel membutuhkan Sistem referensi, artinya suatu titik dari mana partikel diamati.

Itu dapat melayani Anda: Pluto (planet kerdil)

Tiga sumbu yang saling tegak lurus, yang disebut as roda Cartesian, yang berfungsi untuk menentukan posisi titik di ruang angkasa melalui sistem koordinat melewati sistem referensi melalui sistem koordinat.

Selain sistem atau kerangka referensi, besaran kinematik berikut didefinisikan, yang dengannya gerakan dijelaskan:

• Posisinya dari partikel, pada saat pengamatan tertentu, vektor yang dimulai dari asal sistem referensi dan pergi ke lokasinya. Vektor ini tergantung pada koordinat ruang, yang pada gilirannya tergantung pada waktu.
• Kecepatan Ini adalah jumlah film berikutnya yang menarik, yang merupakan ukuran dari perubahan posisi per unit waktu. Menyadari seberapa cepat atau variabel gerakan tersebut.
• Percepatan, didefinisikan sebagai perubahan kecepatan per unit waktu. Dalam mekanika klasik, akselerasi sebanding dengan gaya bersih pada partikel, menjadi konstan proporsionalitas massa sendiri.

Jenis Pergerakan dalam Kinematika

Dalam kinematika, jenis gerakan diklasifikasikan sesuai dengan nilai lintasan dan akselerasi. Dengan cara ini jenis gerakan berikut dibedakan:

1. Seragam Gerakan Bujur Besar (MRU): Saat lintasan adalah garis lurus dan akselerasinya nol.
2. Gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam (MRUA): Jika partikel mengikuti garis lurus dan akselerasinya konstan dan paralel dengan kecepatan.
3. Gerakan bujursangkar yang tertunda secara seragam (MRUR): Saat lintasan adalah garis, tetapi akselerasi menunjuk ke arah yang bertentangan dengan kecepatan.
4. Gerakan parabola: Ini adalah gerakan di bidang vertikal yang menghasilkan lintasan parabola dan terjadi ketika suatu objek dilemparkan ke udara. Gerakan parabola adalah superposisi dari gerakan bubur horizontal yang seragam dan gerakan vertikal yang dipercepat.
5. Gerakan melingkar seragam (MCU): Itu terjadi ketika partikel bergerak pada lingkaran, menggambarkan lengkungan yang sama dalam waktu yang sama.
6. Gerakan melingkar yang dipercepat secara seragam (MCUA): Ini adalah orang yang terjadi ketika partikel bergerak di lingkaran, sehingga lengkungan yang ditempuh meningkat dari waktu ke waktu mengikuti hukum kuadratik.

Dapat melayani Anda: gelombang longitudinal: karakteristik, perbedaan, contoh Dalam gerakan bujursangkar yang seragam, seluler menempuh jarak yang sama pada waktu yang sama, sebagaimana dicatat pada gambar

Contoh sinematik

Kecepatan dan Kecepatan

Kecepatan adalah ukuran yang digunakan posisi suatu objek. Dalam beberapa istilah yang tepat, dapat dikatakan bahwa satu mobil berjalan lebih cepat dari yang lain jika posisinya berubah lebih dalam periode waktu yang sama.

Kecepatan adalah hasil bagi jarak yang ditempuh antara waktu yang digunakan untuk menempuh jarak itu.

Sebagai contoh, dua mobil sport pergi, satu kuning dan mobil merah lainnya.

Seorang pengamat di pantai jalan mengukur waktu yang dibutuhkan untuk masing -masing untuk melakukan perjalanan 500 m dan menemukan bahwa mobil kuning membutuhkan waktu 10 detik, sementara merah memakan waktu 25 detik.

Jadi, kecepatan mobil kuning adalah:

500 m/10 s = 50 m/s = 180 km/jam

Sementara mobil merah memiliki kecepatan:

500 m/25 s = 20 m/s = 72 km/jam

Pengamat yakin bahwa mobil kuning lebih cepat dari merah. Namun, untuk mengetahui kecepatan mobil juga perlu untuk mengetahui arah gerakan.

Jika pengamat menetapkan bahwa dari kiri ke kanan, itu adalah arah positif dan mobil kuning ke arah itu, maka kecepatannya akan +180 km/jam.

Tetapi jika mobil merah datang ke arah yang berlawanan, maka kecepatannya akan menjadi -72 km/jam.

Kecepatan instan dan kecepatan rata -rata

Ketika objek bergerak dapat memiliki variasi instan dalam kecepatan mereka, pada kenyataannya, itu adalah situasi yang paling umum.

Dapat melayani Anda: percepatan negatif: formula, perhitungan dan latihan terpecahkan

Misalnya, dalam sekejap mengingat speedometer mobil 50 km/jam, tetapi secara bertahap nilainya turun hingga 0 km/jam karena lampu lalu lintas merah. Kemudian cahaya berubah menjadi hijau dan speedometer mulai naik ke nilai 40 km/jam dan tetap seperti ini sampai mobil berhenti lagi.

Dalam kasus seperti ini, kecepatan berubah setiap saat.

Jika rute sebelumnya dibuat dalam total waktu 60 menit dan total jarak yang ditempuh adalah 20 km, maka kecepatan rata -rata adalah:

20 km/ 60 menit = 20 km/ 1 jam = 20 kph.

Namun terlepas dari ini, kecepatan rata -rata tidak menginformasikan tentang variasi yang terjadi sementara itu.

Percepatan

Akselerasi adalah perubahan kecepatan per unit waktu. Kecepatan dapat berubah karena variasi dalam:

• Kecepatan
• Arah
• Keduanya bersamaan

Objek yang jatuh ke dalam akselerasi pengalaman jatuh bebas, karena setiap saat kecepatan mereka meningkat. Akselerasi tubuh di permukaan bumi kira -kira g = 10 m/s², yang berarti bahwa kecepatan selama musim gugur meningkat 10 m/s untuk setiap detik yang berlalu.

Misalnya, objek yang dilepaskan dari istirahat selama 2 detik musim gugur memperoleh kecepatan 20 m/s, menjadi jarak penurunan 20 meter.

Tetapi jika jatuh terjadi selama 4 detik, maka ia akan memperoleh kecepatan 40 m/s dan jarak yang ditempuh selama keturunannya jelas lebih besar: 80 m.