3: Mwendo Pamoja na Mstari wa Moja kwa moja
- Page ID
- 176244
Matibabu kamili ya kinematics inazingatia mwendo katika vipimo viwili na vitatu. Kwa sasa, tunazungumzia mwendo kwa mwelekeo mmoja, ambao unatupa zana zinazohitajika kujifunza mwendo wa multidimensional. Mfano mzuri wa kitu kinachofanyika mwendo mmoja ni treni ya maglev (magnetic levitation) iliyoonyeshwa mwanzoni mwa sura hii. Wakati unasafiri, sema, kutoka Tokyo hadi Kyoto, iko katika nafasi tofauti kando ya kufuatilia kwa nyakati mbalimbali katika safari yake, na kwa hiyo ina uhamisho, au mabadiliko katika nafasi. Pia ina kasi mbalimbali kando ya njia yake na inakabiliwa na kasi (mabadiliko katika kasi). Pamoja na ujuzi kujifunza katika sura hii tunaweza kuhesabu kiasi hiki na kasi ya wastani. Kiasi hiki vyote vinaweza kuelezewa kwa kutumia kinematiki, bila kujua wingi wa treni au vikosi vinavyohusika.
- 3.1: Mwendo wa Utangulizi Pamoja na Mstari wa Moja kwa moja
- Tunaweza kuelezea mwendo kwa kutumia taaluma mbili za kinematics na mienendo. Tunasoma mienendo, ambayo inahusika na sababu za mwendo, katika Sheria za Newton za Mwendo; lakini, kuna mengi ya kujifunza kuhusu mwendo bila kutaja kile kinachosababisha, na hii ni utafiti wa kinematiki. Kinematiki inahusisha kuelezea mwendo kupitia mali kama vile msimamo, wakati, kasi, na kuongeza kasi.
- 3.2: Nafasi, Uhamisho, na Wastani wa kasi
- Ili kuelezea mwendo wa kitu, lazima kwanza uweze kuelezea msimamo wake (x): ambapo ni wakati wowote. Kwa usahihi, tunahitaji kutaja msimamo wake kuhusiana na sura rahisi ya kumbukumbu. Sura ya kumbukumbu ni seti ya kiholela ya axes ambayo nafasi na mwendo wa kitu huelezwa.
- 3.3: Kasi ya haraka na kasi
- Kiasi kinachotuambia jinsi haraka kitu kinachohamia mahali popote kando ya njia yake ni kasi ya papo hapo, kwa kawaida huitwa kasi tu. Ni kasi ya wastani kati ya pointi mbili kwenye njia katika kikomo kwamba wakati (na hivyo makazi yao) kati ya pointi mbili inakaribia sifuri.
- 3.4: Kiwango cha wastani na cha haraka
- Kuharakisha ni kiwango ambacho kasi hubadilika. Pia ni vector, maana yake ni kwamba ina ukubwa na mwelekeo. Kitengo cha SI cha kuongeza kasi ni mita kwa mraba wa pili. Kuharakisha kunaweza kusababishwa na mabadiliko katika ukubwa au mwelekeo wa kasi, au wote wawili. Kuongeza kasi ya haraka ni mteremko wa grafu ya kasi dhidi ya wakati.
- 3.5: Mwendo na Kuongeza kasi (Sehemu ya 1)
- Wakati wa kuchunguza mwendo mmoja wa mwelekeo na kuongeza kasi ya mara kwa mara, kutambua kiasi kinachojulikana na kuchagua equations sahihi kutatua kwa haijulikani. Aidha moja au mbili ya equations kinematic inahitajika kutatua kwa haijulikani, kulingana na kiasi kinachojulikana na haijulikani.
- 3.6: Mwendo na Kuongeza kasi (Sehemu ya 2)
- Matatizo mawili ya kufuatilia mwili daima yanahitaji equations mbili kutatuliwa wakati huo huo kwa haijulikani.
- 3.7: Kuanguka kwa bure
- Kitu katika kuanguka kwa bure hupata kasi ya mara kwa mara ikiwa upinzani wa hewa ni mdogo. Duniani, vitu vyote vya kuanguka bure vina kasi g kutokana na mvuto, ambayo wastani g = 9.81 m/s ^ 2. Kwa vitu katika kuanguka kwa bure, mwelekeo wa juu huchukuliwa kama chanya kwa uhamisho, kasi, na kuongeza kasi.
- 3.8: Kupata kasi na Uhamisho kutoka kwa kasi
- Calculus Integral inatupa uundaji kamili zaidi wa kinematics. Kama kuongeza kasi (t) inajulikana, tunaweza kutumia calculus muhimu hupata maneno kwa kasi v (t) na msimamo x (t).
Thumbnail: JR Central L0 mfululizo tano gari maglev (magnetic levitation) treni kufanyiwa mtihani kukimbia juu ya Yamanashi mtihani Track. Mwendo wa treni ya maglev unaweza kuelezewa kwa kutumia kinematics, suala la sura hii. (mikopo: mabadiliko ya kazi na “Maryland GovPics” /Flickr).