Dzielić:
Co bada dynamika?
The dynamiczny bada siły i momenty oraz ich wpływ na ruch obiektów. Dynamika to gałąź fizyki mechanicznej, która bada ciała w ruchu, biorąc pod uwagę zjawiska, które umożliwiają ten ruch, siły, które na nie działają, ich masę i przyspieszenie.
Isaac Newton był odpowiedzialny za zdefiniowanie podstawowych praw fizyki niezbędnych do badania dynamiki obiektów. Drugie prawo Newtona jest najbardziej reprezentatywne w badaniu dynamiki, ponieważ mówi o ruchu i zawiera słynne równanie siły = masa x przyspieszenie.
Ogólnie mówiąc, naukowcy, którzy koncentrują się na dynamice, badają, w jaki sposób system fizyczny może się rozwijać lub zmieniać w określonym czasie i przyczyny, które prowadzą do tych zmian.
W ten sposób prawa ustanowione przez Newtona stają się fundamentalne w badaniu dynamiki, ponieważ pomagają zrozumieć przyczyny ruchu obiektów (Verterra, 2017).
Badając układ mechaniczny, można łatwiej zrozumieć dynamikę. W tym przypadku można bardziej szczegółowo zaobserwować praktyczne implikacje związane z drugim prawem ruchu Newtona.
Jednak trzy prawa Newtona mogą być rozpatrywane przez dynamikę, ponieważ są one ze sobą powiązane podczas wykonywania dowolnego fizycznego eksperymentu, w którym można zaobserwować jakiś ruch (Physics for Idiots, 2017).
Dla klasycznego elektromagnetyzmu równania Maxwella to te, które opisują funkcjonowanie dynamiki.
Podobnie argumentuje się, że dynamika systemów klasycznych obejmuje zarówno mechanikę, jak i elektromagnetyzm i jest opisana zgodnie z kombinacją praw Newtona, równań Maxwella i siły Lorentza..
Niektóre badania związane z dynamiką
Siły
Pojęcie sił ma zasadnicze znaczenie dla rozwiązywania problemów związanych zarówno z dynamiką, jak i statyką. Jeśli znamy siły działające na obiekt, możemy określić, jak się porusza.
Z drugiej strony, jeśli wiemy, jak porusza się obiekt, możemy obliczyć siły, które w nim działają.
Aby z całą pewnością określić, jakie siły działają na obiekt, trzeba wiedzieć, w jaki sposób obiekt porusza się w stosunku do inercyjnego układu odniesienia.
Równania ruchu zostały opracowane w taki sposób, że siły działające na obiekt mogą być związane z jego ruchem (w szczególności z jego przyspieszeniem) (Physics M., 2017).
Gdy suma sił działających na obiekt jest równa zero, obiekt będzie miał współczynnik przyspieszenia równy zero.
Wręcz przeciwnie, jeśli suma sił działających na ten sam obiekt nie jest równa zero, obiekt będzie miał współczynnik jasności i dlatego będzie się poruszał.
Ważne jest wyjaśnienie, że obiekt o większej masie będzie potrzebował większego zastosowania siły do przemieszczenia (problemy z fizyką świata rzeczywistego, 2017).
Prawa Newtona
Wiele osób błędnie mówi, że Izaak Newton wynalazł grawitację. Jeśli tak, byłby odpowiedzialny za upadek wszystkich przedmiotów.
Dlatego ważne jest stwierdzenie, że Izaak Newton był odpowiedzialny za odkrycie grawitacji i podniesienie trzech podstawowych zasad ruchu (Physics, 2017).
1- Pierwsze prawo Newtona
Cząstka pozostanie w ruchu lub stanie spoczynku, chyba że działa na nią zewnętrzna siła.
Oznacza to, że jeśli siły zewnętrzne nie zostaną zastosowane do cząstki, jej ruch lub w inny sposób się zmieni.
To znaczy, jeśli nie było tarcia ani oporu z powietrza, cząstka poruszająca się z określoną prędkością mogłaby kontynuować swój ruch w nieskończoność.
W praktyce ten typ zjawisk nie występuje, ponieważ istnieje współczynnik tarcia lub oporu powietrza, który wywiera siłę na poruszającą się cząstkę.
Jeśli jednak myślisz o cząstce statycznej, takie podejście ma więcej sensu, ponieważ jeśli do tej cząstki nie zostanie przyłożona zewnętrzna siła, pozostanie ona w stanie spoczynku (Akademia, 2017).
2- Drugie prawo Newtona
Siła w obiekcie jest równa jego masie pomnożonej przez przyspieszenie. Prawo to jest bardziej znane dzięki formule (Siła = Masa x Przyspieszenie).
Jest to podstawowa formuła dynamiki, ponieważ wiąże się z większością ćwiczeń traktowanych przez tę gałąź fizyki.
Ogólnie rzecz biorąc, ta formuła jest łatwa do zrozumienia, gdy myślisz, że obiekt o większej masie prawdopodobnie będzie musiał zastosować większą siłę, aby osiągnąć to samo przyspieszenie co niższa masa.
Trzecie prawo Newtona
Każda akcja ma reakcję. Ogólnie rzecz biorąc, prawo to oznacza, że jeśli wywierany jest nacisk na ścianę, będzie ona wywierać siłę powrotu do ciała, które ją naciska.
Jest to niezbędne, ponieważ w przeciwnym razie ściana mogłaby się zawalić po dotknięciu.
Kategorie dynamiki
Badanie dynamiki dzieli się na dwie główne kategorie: dynamika liniowa i dynamika rotacyjna.
Dynamika liniowa
Dynamika liniowa wpływa na obiekty poruszające się po linii prostej i obejmujące takie wartości, jak siła, masa, bezwładność, przemieszczenie (w jednostkach odległości), prędkość (odległość na jednostkę czasu), przyspieszenie (odległość na jednostkę czasu podwyższone do kwadrat) i pęd (masa na jednostkę prędkości).
Dynamika rotacyjna
Dynamika rotacyjna wpływa na obiekty, które obracają się lub poruszają po zakrzywionej ścieżce.
Obejmuje takie wartości, jak siła, moment bezwładności, bezwładność obrotowa, przemieszczenie kątowe (w radianach, a czasami stopnie), prędkość kątowa (radiany na jednostkę czasu, przyspieszenie kątowe (radiany na jednostkę czasu do kwadratu) i moment pędu ( moment bezwładności pomnożony przez jednostki prędkości kątowej).
Zwykle ten sam obiekt może pokazywać ruchy obrotowe i liniowe podczas tej samej podróży (Harcourt, 2016).
Referencje
- Akademia, K. (2017). Khan Academy. Źródło praw sił ruchu i Newtona: khanacademy.org.
- Harcourt, H. M. (2016). Cliff Notes Pobrane z Dynamics: cliffsnotes.com.
- Fizyka dla idiotów. (2017). Pobrane z DYNAMICS: physicsforidiots.com.
- Physics, M. (2017). Mini fizyka Pobrane z sił i dynamiki: miniphysics.com.
Physics, R. W. (2017). Prawdziwy świat fizyki. Źródło z Dynamics: real-world-physics-problems.com. - problemy z fizyką świata rzeczywistego. (2017). Rzeczywiste problemy fizyczne. Pobrane od sił: real-world-physics-problems.com.
- Verterra, R. (2017). Mechanika inżynierska. Źródło z Dynamics: mathalino.com.