الحركية: التاريخ ، المبادئ ، الصيغ ، التمارين
الحركية هي مجال الفيزياء (بشكل أكثر تحديداً الميكانيكا الكلاسيكية) التي تهتم بدراسة حركة الأجسام دون مراعاة أسبابها. إنه يركز على دراسة مسارات الأجسام بمرور الوقت من خلال استخدام المقاييس مثل الإزاحة والسرعة والتسارع.
بعض المشكلات التي تغطيها الحركة هي السرعة التي يتحرك بها القطار ، والوقت الذي يستغرقه الحافلة للوصول إلى وجهتها ، والتسارع الذي تتطلبه طائرة في لحظة الاقلاع للوصول إلى السرعة اللازمة للإقلاع ، من بين أمور أخرى.
ولهذا السبب ، تلجأ الحركية إلى نظام الإحداثيات الذي يتيح وصف المسارات. هذا النظام من الإحداثيات المكانية يسمى النظام المرجعي. فرع الفيزياء الذي يتناول دراسة الحركات مع مراعاة أسبابها (القوى) ، هو الديناميكي.
تاريخ
أصل الكلمة ، أصل الكينماتيكا هو أصلها في المصطلح اليوناني κινηματικος ( kynēmatikos ) ، وهو ما يعني الحركة أو النزوح. ليس عبثًا ، يتوافق السجل الأول للدراسات حول الحركة مع الفلاسفة وعلماء الفلك اليونانيين.
ومع ذلك ، لم يكن حتى القرن الرابع عشر عندما ظهرت المفاهيم الأولى في علم الحركة ، والتي هي ضمن عقيدة شدة أشكال أو نظرية الحسابات ( الحسابات ). تم إجراء هذه التطورات من قبل العلماء ويليام هيتسبري وريتشارد سوينسهيد ونيكولاس أوريسم.
في وقت لاحق ، حوالي عام 1604 ، أجرى غاليليو غاليلي دراساته حول الحركة في السقوط الحر للهيئات ، والمجالات على الطائرات المائلة.
من بين أشياء أخرى ، كان جاليليو مهتمًا بفهم كيفية تحرك الكواكب والمقذوفات المدفعية.
مساهمة بيير فاريجون
يعتبر أن بداية الحركات الحديثة حدثت مع تقديم بيير فارينون في يناير عام 1700 في الأكاديمية الملكية للعلوم في باريس.
في هذا العرض التقديمي ، قدم تعريفًا لمفهوم التسارع وأظهر كيف يمكن استنتاجه من السرعة اللحظية ، باستخدام الحساب التفاضلي فقط.
على وجه الخصوص ، صاغ المصطلح السينمائي André-Marie Ampère ، الذي حدد محتويات علم الحركة ووضعه في مجال الميكانيكا.
أخيرًا ، مع تطور ألبرت أينشتاين لنظرية النسبية الخاصة ، بدأت فترة جديدة ؛ إنه ما يُعرف بالحركية النسبية ، حيث لم يعد للوقت والمكان طابع مطلق.
ماذا تدرس
يركز علم الحركة على دراسة حركة الأجسام دون تحليل أسبابها. لهذا يستخدم حركة النقطة المادية ، كتمثيل مثالي للجسم في الحركة.
بداية
تتم دراسة حركة الهيئات من وجهة نظر المراقب (داخلي أو خارجي) في إطار نظام مرجعي. وهكذا ، تعبر الحركة الحركية رياضياً عن كيفية تحرك الجسم من تباين إحداثيات موضع الجسم مع مرور الوقت.
بهذه الطريقة ، لا تعتمد الوظيفة التي تسمح بالتعبير عن مسار الجسم على الوقت فحسب ، بل تعتمد أيضًا على السرعة والتسارع.
في الميكانيكا الكلاسيكية ، يعتبر الفضاء مساحة مطلقة. لذلك ، هو مساحة مستقلة عن الهيئات المادية وتشريدهم. ضع في اعتبارك أيضًا أن جميع القوانين الفيزيائية قد استوفيت في أي منطقة فضاء
بالطريقة نفسها ، ترى الميكانيكا الكلاسيكية أن الوقت هو الوقت المطلق الذي يحدث بنفس الطريقة في أي منطقة فضاء ، بغض النظر عن حركة الأجسام وأي ظاهرة جسدية قد تحدث.
الصيغ والمعادلات
سرعة
السرعة هي الحجم الذي يسمح بربط المساحة المقطوعة والوقت المستغرق في السفر. يمكن الحصول على السرعة من خلال استخلاص الموقف فيما يتعلق بالوقت.
v = ds / dt
في هذه الصيغة تمثل موقع الجسم ، v هي سرعة الجسم و t هو الوقت المناسب.
تسارع
التسارع هو الحجم الذي يسمح بربط تباين السرعة مع الوقت. يمكن الحصول على التسارع من خلال اشتقاق السرعة فيما يتعلق بالوقت.
a = dv / dt
في هذه المعادلة ، يمثل تسارع الجسم في الحركة.
حركة مستقيمة موحدة
كما يوحي اسمها ، فهي حركة يحدث فيها النزوح في خط مستقيم. نظرًا لأنها موحدة ، فهي حركة تكون فيها السرعة ثابتة ، وبالتالي يكون التسارع صفراً. معادلة الحركة المستقيمة الموحدة هي:
s = s 0 + v / t
في هذه الصيغة ، تمثل s 0 الموضع الأولي.
حركة مستقيمة تسارع بشكل موحد
مرة أخرى ، إنها حركة يحدث فيها التشرد في خط مستقيم. نظرًا لأنه يتم تسريعها بشكل منتظم ، فهي حركة لا تكون فيها السرعة ثابتة ، نظرًا لأنها تختلف كنتيجة للتسارع. معادلات الحركة المستقيمة المتسرعة بشكل موحد هي كما يلي:
v = v 0 + a ∙ t
s = s 0 + v 0 + t + 0،5 ∙ a t2
في هذه الخامس 0 هي السرعة الأولية هي بالفعل التسارع.
ممارسة محددة
يتم التعبير عن معادلة حركة الجسم بالتعبير التالي: s (t) = 10t + t2. تحديد ما يلي:
أ) نوع الحركة.
إنها حركة متسارعة بشكل متسق ، نظرًا لأن لديها تسارعًا ثابتًا قدره 2 م / ث 2.
ت = س / د = 2T
a = dv / dt = 2 m / s2
ب) الموقف بعد 5 ثوان من بدء الحركة.
s (5) = 10 ∙ 5 + 52 = 75 m
ج) السرعة عند مرور 10 ثوان منذ بدء الحركة.
ت = س / د = 2T
ت (10) = 20 م / ث
د) الوقت المستغرق للوصول إلى سرعة 40 م / ث.
ت = 2T
40 = 2 طن
ر = 40/2 = 20 ثانية
