キネマティクス

物理的

2022

運動学とは何か、そしてこの物理学の分野の起源は何かを説明します。運動学の要素とアプリケーション例。

物理的 それは、それを動機付ける力の起源を考慮せずに、時間の関数として固体物体の動きとそれらの軌道を研究します。そのために、速度が考慮されます( 変位 の単位あたり 天気) そしてその 加速度 (速度の変化)移動するオブジェクトの。

運動学の起源は 天文学 古代、ガリレオガリレイのような天文学者や哲学者が 動き 傾斜面と自由落下での球の動きを理解するために 出演者 天体。これらの研究は、ニコラウス・コペルニクス、ティコ・ブラーエ、ヨハネス・ケプラーの研究とともに、アイザック・ニュートンが彼を定式化するための参考資料として役立ちました。 運動の3つの法則、そしてこれらすべてが一緒になって、18世紀の初めに現代の運動学を確立しました。

フランスのジャン・ル・ロン・ダランベール、レオンハルト・オイラー、アンドレ・マリ・アンペールの貢献がこれを確立する鍵となりました 規律、アンペア自身によって洗礼を受けた キネマティクス (ギリシャ語から キネイン、スクロール、移動)。

アルバート・アインシュタインによる相対性理論のずっと後の仮定は、この分野をひっくり返し、相対論的運動学を発見しました。 絶対寸法ではありません。 光の速度.

運動学の要素

キネマティクスの基本要素は、空間、時間、モバイルの3つです。私たちはそれを考慮に入れなければなりません 力学 古典的な最初の2つ(時間と空間)は絶対的な次元であり、モバイルに依存せず、モバイルが存在する前のものです。

空間はユークリッド幾何学によって記述され、時間はどの領域でも一意であると見なされます 宇宙、およびモバイルは、動いている任意の体にすることができます。最も単純な携帯電話は 粒子 (そしてその研究は粒子運動学の分野を開きます)が、より頻繁に剛体(粒子のシステムに類似し、私たちが物体または物体として知っているものに対応する)が考慮されます。

この意味で、古典的な運動学は次のタイプの動きを想定しています。

  • 均一なラインの動き。物体は一定の速度vで移動し、直線の加速度はゼロです。
  • 均一に加速された直線運動。物体は、時間の経過とともに(加速度が一定であるため)直線的に変化する速度で移動します。
  • 単振動。これは、物体が平衡点の周りで振動する周期的な往復運動です。 住所 決定され、通常の時間単位で。
  • 放物線運動。これは、2つの異なる直線運動の構成です。1つは水平で一定速度で、もう1つは垂直で均一に加速されます。
  • 均一な円運動。その名前が示すように、それはその経路で完全な円をたどる動きであり、その速度の弾性率を時間の経過とともに変化させません。
  • 均一に加速された円運動。それはその経路で完全な円をたどる動きですが、速度は時間とともにモジュール内で変化します。
  • 単振動。これは、さまざまな方向へのさまざまな単振動の組み合わせです。

運動学の例

時計の針は均一な円運動を示しています。

地球の表面での既知の動きのほとんどは、運動学研究からの良い例です。たとえば、体の落下は、 重力 それ 地球 すべてのオブジェクトに作用します。この力は私たちが呼ぶものです 重さ 惑星の中心を指しています。

もう1つの例は、ばねなどの弾性体から吊り下げられた物体です。この物体の動きは、加えられる力に応じて単純または複雑な調和になります。

最後に、時計の針または遠心分離機内のゆるい物体(たとえば、洗濯機の衣服)の動きにより、それぞれ均一または加速された円運動を示すことができます。

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