A mechanika egyik fontos része a kinematika, amely a testek térbeli mozgásának törvényeit veszi figyelembe (a mozgás okait a dinamika vizsgálja). Ebben a cikkben a kinematika egyik fő mennyiségét fogjuk megvizsgálni, megválaszoljuk a kérdést: "Mi az út a fizikában?"
Az út fogalma
Mi az út a fizikában? Ez egy olyan érték, amely megegyezik a térbeli szakasz hosszával, amelyet a vizsgált test a mozgása során legyőzött. Az út kiszámításához nemcsak a test kezdeti és végső helyzetét, hanem mozgásának pályáját is ismerni kell. Arra a kérdésre, hogy mi az út a fizikában, többféleképpen is megválaszolható. Ez az érték a pálya hosszát jelenti, vagyis azt a képzeletbeli vonalat, amely mentén a test elmozdult.
Különböző karaktereket használnak az elérési út jelzésére. Tehát, ha egydimenziós mozgásról beszélünk, akkor használhatjuk a Δx szimbólumot, ahol Δ az x koordináta változását jelenti. A szóban forgó mennyiség jelölésére ezen a szimbólumon kívül gyakran az s, l és h betűket is használják, ez utóbbi kettő a hosszúságot, illetve a magasságot jelenti. ÍgyÍgy a kinematikában az s betű a leggyakrabban egy útvonal kijelölésére használható.
Ha ismert, hogy a test egy egyenes vonalban mozog a háromdimenziós térben, és ismerjük a kezdeti helyzetének koordinátáit (x0; y 0; z0) és végső (x1; y1; z 1), akkor az elérési út a következő képlettel határozható meg:
s=√((x1 - x0)2 + (y 1 - y0)2 + (z1 - z 0)2)
Kinematikai képletek
Miután megvizsgáljuk, hogyan jelölik az utat a fizikában, és mi ez az érték, bemutatunk néhány kinematikai képletet, amelyek segítségével kiszámítható a mozgás vizsgált jellemzője. Ezek a következő képletek:
s=v × t;
s=v0 × t ± a × t2 / 2
Itt az első kifejezés annak a helyzetnek felel meg, amikor a test egyenletesen, v sebességgel, egyenes vonalban mozog t idő alatt. A második kifejezés egyenletesen gyorsított mozgásra érvényes, ahol a v0 és a szimbólumok a kezdeti sebességet, illetve a gyorsulást jelölik. A pluszjelet kell használni, ha a test gyorsul, és a mínuszjelet, ha lassul.
Példaprobléma
Miután megvizsgáltuk, mi az út a fizikában, oldjuk meg a következő problémát. Egy 13 km/h sebességű hajó 1,5 órán keresztül mozog a folyó sodrásával szemben egyik pontról a másikra. Mekkora utat tesz meg a hajó, ha a folyó sebessége 3km/h?
Ez a test egyenletes mozgásának képletének alkalmazásának klasszikus problémája. A feladat összetettsége csupán a hajó tényleges sebességének meghatározása. Mivel mozgása az árammal szemben történik, egyenlő lesz a különbséggel: 13 - 3 \u003d 10 km / h. Most már csak be kell cserélni az ismert értékeket a képletben s-re, és megkapni a választ:
s=v × t=10 [km/h] × 1,5 [óra]=15 km
Útvonalszámítási problémáknál a hibák elkerülése érdekében követni kell a sebesség, az idő és a gyorsulás használt értékeinek méreteit.
