ما يدرس ديناميات؟

ديناميات دراسات القوى وعزم الدوران وتأثيرها على حركة الأجسام. ديناميات هي فرع من الفيزياء الميكانيكية التي تدرس الأجسام المتحركة ، مع مراعاة الظواهر التي تجعل هذه الحركة ممكنة ، القوى المؤثرة عليها ، كتلتها وتسارعها.

كان إسحاق نيوتن مسؤولاً عن تحديد القوانين الأساسية للفيزياء اللازمة لدراسة ديناميات الأشياء. القانون الثاني لنيوتن هو الأكثر تمثيلا في دراسة الديناميات ، لأنه يتحدث عن الحركة ويتضمن المعادلة الشهيرة لـ Force = Mass x Acceleration.

بعبارات عامة ، يدرس العلماء الذين يركزون على الديناميات كيف يمكن للنظام المادي أن يتطور أو يتغير خلال فترة زمنية معينة والأسباب التي تؤدي إلى هذه التعديلات.

وبهذه الطريقة ، أصبحت القوانين التي وضعها نيوتن أساسية في دراسة الديناميات ، لأنها تساعد على فهم أسباب حركة الأجسام (Verterra ، 2017).

من خلال دراسة النظام الميكانيكي ، يمكن فهم الديناميات بسهولة أكبر. في هذه الحالة ، يمكن للمرء أن يلاحظ بمزيد من التفصيل الآثار العملية المرتبطة بالقانون الثاني لحركة نيوتن.

ومع ذلك ، يمكن النظر في القوانين الثلاثة لنيوتن من خلال الديناميات ، حيث إنها مترابطة مع بعضها البعض عند تنفيذ أي تجربة مادية حيث يمكن ملاحظة نوع من الحركة (Physics for Idiots ، 2017).

للكهرومغناطيسية الكلاسيكية ، معادلات ماكسويل هي تلك التي تصف أداء الديناميات.

وبالمثل ، يُقال إن ديناميات النظم الكلاسيكية تنطوي على كل من الميكانيكا والكهرومغناطيسية ، ويتم وصفها وفقًا لمجموعة قوانين نيوتن ومعادلات ماكسويل وقوة لورنتز.

بعض الدراسات المرتبطة بالديناميات

القوات

مفهوم القوى أمر أساسي لحل المشكلات المتعلقة بكل من الديناميات والإحصائيات. إذا علمنا القوى التي تعمل على كائن ما ، فيمكننا تحديد كيفية تحركه.

من ناحية أخرى ، إذا علمنا كيف يتحرك كائن ما ، فيمكننا حساب القوى التي تعمل عليه.

من أجل تحديد اليقين ما هي القوى المؤثرة على كائن ما ، من الضروري معرفة كيف يتحرك الكائن فيما يتعلق بالإطار المرجعي بالقصور الذاتي.

تم تطوير معادلات الحركة بطريقة يمكن أن ترتبط القوى المؤثرة على جسم ما بحركته (على وجه الخصوص ، مع تسارعه) (Physics M.، 2017).

عندما يكون مجموع القوى المؤثرة على كائن مساوياً للصفر ، سيكون للكائن معامل تسارع يساوي الصفر.

على العكس من ذلك ، إذا كان مجموع القوى التي تعمل على نفس الكائن لا يساوي الصفر ، فسيكون لهذا الكائن معامل توضيح وبالتالي يتحرك.

من المهم توضيح أنه ، كائن ذو كتلة أكبر ، سوف يحتاج إلى تطبيق أكبر للقوة ليتم ترحيله (مشاكل فيزياء العالم الحقيقي ، 2017).

قوانين نيوتن

كثير من الناس يقولون خطأ أن إسحاق نيوتن اخترع الجاذبية. إذا كان الأمر كذلك ، فسيكون مسؤولاً عن سقوط كل الأشياء.

لذلك ، من الصواب القول إن إسحاق نيوتن كان مسؤولاً عن اكتشاف الجاذبية ورفع المبادئ الأساسية الثلاثة للحركة (الفيزياء ، 2017).

1- قانون نيوتن الأول

سيبقى الجسيم في الحركة أو في حالة راحة ، ما لم تعمل قوة خارجية عليها.

هذا يعني أنه إذا لم يتم تطبيق قوى خارجية على جسيم ، فإن حركته أو ستختلف بأي شكل من الأشكال.

أي إذا لم يكن هناك احتكاك أو مقاومة من الهواء ، فإن الجسيم الذي يتحرك بسرعة معينة يمكن أن يواصل حركته إلى أجل غير مسمى.

في الحياة العملية ، لا يحدث هذا النوع من الظواهر نظرًا لوجود معامل احتكاك أو مقاومة هواء تمارس القوة على الجسيمات المتحركة.

ومع ذلك ، إذا كنت تفكر في جسيم ثابت ، فإن هذا النهج يكون أكثر منطقية ، لأنه ما لم يتم تطبيق قوة خارجية على تلك الجسيمات ، فسوف تظل في حالة راحة (أكاديمية ، 2017).

2- قانون نيوتن الثاني

القوة الموجودة في جسم ما تساوي كتلتها مضروبة في تسارعها. هذا القانون معروف أكثر بصيغته (القوة = الكتلة x تسريع).

هذه هي المعادلة الأساسية للديناميكيات ، لأنها مرتبطة بغالبية التمارين التي يعالجها هذا الفرع من الفيزياء.

بعبارات عامة ، من السهل فهم هذه الصيغة عندما تعتقد أن كائنًا ذو كتلة أكبر قد يحتاج إلى استخدام المزيد من القوة للوصول إلى نفس التسارع مثل كتلة أقل.

3- قانون نيوتن الثالث

كل فعل له رد فعل. بعبارات عامة ، يعني هذا القانون أنه إذا تم ممارسة ضغوط على الجدار ، فسيؤدي ذلك إلى قوة عودة نحو الجسم الذي يضغط عليه.

هذا ضروري ، لأنه إذا لم يكن كذلك ، فمن المحتمل أن ينهار الجدار عندما تم لمسه.

فئات ديناميكية

تنقسم دراسة الديناميات إلى فئتين رئيسيتين: الديناميات الخطية وديناميات الدوران.

ديناميات خطية

تؤثر الديناميكيات الخطية على الكائنات التي تتحرك في خط مستقيم وتتضمن قيمًا مثل القوة والكتلة والقصور الذاتي والإزاحة (بوحدات المسافة) والسرعة (المسافة لكل وحدة زمنية) والتسارع (المسافة لكل وحدة زمنية مرتفعة إلى مربع) والزخم (الكتلة لكل وحدة السرعة).

ديناميات الدوران

تؤثر ديناميات الدوران على الكائنات التي تدور أو تتحرك على طول مسار منحني.

يتضمن قيمًا مثل troque ، لحظة القصور الذاتي ، القصور الذاتي الدوراني ، الإزاحة الزاوية (بالراديان وأحيانًا الدرجات) ، السرعة الزاوية (راديان لكل وحدة زمنية ، التسارع الزاوي (راديان لكل وحدة زمنية تربيعية) والزخم الزاوي ( لحظة الجمود مضروبة بوحدات السرعة الزاوية).

عادة ، يمكن أن يظهر الكائن نفسه حركات دورانية وخطية خلال نفس الرحلة (Harcourt، 2016).