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📜  什么是动议？

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:38.217000             🧑  作者: Mango

什么是动议？

运动学是物理学的一个分支，它处理运动中的物体。它包括对小质量（如点、物体以及一组物体）的运动的研究，而不考虑导致其运动的因素，例如施加在其上的力。运动学也可以称为运动几何学。运动学涉及数学表达式的评估，以研究和分析运动的不同方面，例如速度、加速度、位移、时间和轨迹。

考虑到影响它们的物理因素，即力、质量、动量、能量，与物质运动有关的物理学分支称为动力学。

什么是运动？

任何人的位置相对于时间的变化都可以称为运动。通过确定位置坐标的变化，然后通过任意观察者的眼睛将其关联起来，肉眼可以看到任何运动中的物体。运动可以根据位置矢量（即位移、距离）和考虑速度因素（即速度、加速度、速度和时间）来计算。

例如，可以假设连接到杆一端的弹簧球在不同的时间范围内摆动。

附在杆上的弹簧球。

粒子轨迹的运动学

轨迹被称为考虑到重力的物体相对于其运动所遵循的弯曲路径。它也可以称为抛射运动。运动学方程用于分析和有效计算粒子或物体所遵循的轨迹。轨迹计算涉及使用被认为与粒子运动相关的物理量的推导，包括质量 m、位置 r、速度 v、加速度 a。

例如，一个质量为 m 的物体以距离 r 移动，它见证了距离的变化，称为 dr。因此，速度 (v) 被称为距离相对于时间的变化，由下式给出：

v = 博士 / dt

并且加速度（a）被称为物体的速度相对于时间的变化。加速度可以是正的、负的，甚至为零，由下式给出：

a = dv / dt

粒子轨迹的运动学。

静止：如果任何物体相对于参考点的位置（距离、位移）没有随时间变化，则称其处于静止位置。当身体处于静止状态时，其位置、方向和样式不会发生任何改变。

影响物体运动的因素

下面列出并讨论了四个影响物体运动的主要因素：

  1. 距离（d）
  2. 排量
  3. 速度 (v)
  4. 时间（吨）

距离

距离用于指任何两个连续点之间的完整路径长度。距离是一个标量，只有大小，没有关联的方向。因此，距离本质上总是正的。物体的距离给出了物体从一个点到另一个点所遵循的描述性路线信息。由于两点之间的距离等于路径长度，因此可以跨不同的轨迹进行测量，即线性或锯齿形路径。距离用符号“d”表示。

距离 = 速度 × 时间

要么

d = v × t

例如，下图中 A 点和 B 点之间的距离为 5 厘米。

点 A 和 B 之间的距离。

移位

位移是任何两个连续点之间的最小路径的直接长度。因此，位移可以将位移称为矢量，具有相关的大小和方向。任何两点之间的物体的位移被认为是正的，负的，甚至是零。位移与路径无关，仅取决于身体的初始和最终位置。因此，它不提供有关路线的完整信息。位移总是用箭头表示。它用“s”表示。

位移 = 速度 × 时间

要么

s = v × t

A 点和 B 点之间的位移。

速度

速度可以定义为物体在任何方向上移动的位置变化率。速度被测量为物体经过的距离与经过该距离的总时间的比率。物体的速度被认为是一个标量，只有大小，没有相关的方向。

速度=距离/时间

要么

v = d / t

不同系统的速度单位不同，如下图：

CGS systemcm/s
SI systemm/s

速度的维度公式是 [ML1T -1 ]。

时间

时间是评估物体状态和运动变化的重要参考框架。时间是指任何物体在其运动、方向和结构上发生变化的时间间隔。时间过去的评估标准是任何对象的修改。时间的 SI 单位是秒，缩写为 s。

时间和运动是相互依赖的。所有运动的物体都会随着时间改变它们的位置和方向。时间和运动是共存的概念。没有时间，就没有变化。如果物体没有任何运动，时间就无法可视化。没有运动就不可能存在时间概念。因此，通过与标准比较来校准时间变化量。

例如，如果我们考虑一块手表，它有三个指针：秒针、分针和时针，它们围绕表盘移动。秒针走动很快，因此它的走动很容易被察觉。如果不集中注意力，时针和分针的运动是不容易看到的。它是可见的几次。这是因为当物体移动时，它的位置会随着时间而变化。

时间的维度公式是 [M 0 L 0 T 1 ]。

运动类型

根据物理学和力学，运动主要有四类，即

  1. 旋转运动
  2. 振荡运动
  3. 直线运动
  4. 往复运动

旋转运动

物体围绕固定轴旋转的运动类型，就像花样滑冰运动员在溜冰场上旋转一样。这考虑了刚体的动力学，即具有确定质量并保持刚性形状的物体。在这种情况下，物体的运动半径不会改变。旋转运动完全类似于线性或平移动力学。大多数旋转物体的力学方程被认为与直线运动的运动方程等价。

绕固定轴的旋转运动

例子 ：

  • 分针和时针在时钟中的旋转
  • 吊扇旋转
  • 门的打开和关闭

振荡运动

摆动运动是一种重复运动，它发生在物体一次又一次地重复相同的运动时。所考虑的身体继续围绕其平均位置来回摆动。振荡运动使物体处于恒定运动状态。然而，摩擦力和平衡力的存在最终通过使物体达到平衡状态来停止物体的运动。

摆的摆动运动

例子：

  • 摇摆的秋千
  • 钟摆的运动
  • 一条小船在河里上下颠簸
  • 音叉

直线运动

直线运动是物体自然的运动：直线运动。根据牛顿第一运动定律，不受任何力影响的物体将无限期地沿直线运动。如果弹丸垂直投掷，它将以直线运动行进，并在重力等于投掷力时开始下落。

汽车在笔直的道路上行驶

例子：

  • 一名运动员沿着直线跑道跑 100m。
  • 一辆汽车在笔直的道路上行驶。

取决于运动路径的直线运动进一步划分如下

(1) 直线运动：当我们只需要一个坐标轴和时间来描述一个粒子的运动时，它被称为直线运动或直线运动。线性运动的一些例子是士兵的游行，沿直线行驶的火车等等。

以直线运动运行的赛车手

例子：

  • 在公共场所使用电梯就是直线运动的一个例子。
  • 作用在物体上导致自由落体的重力是直线运动的一个例子。
  • 孩子们从滑梯上滑下来是一种直线运动。
  • 天空中飞机的运动是直线运动。

(2)曲线运动：曲线运动定义为当粒子沿曲线路径行进时发生的运动。弯曲路径可以是二维的（在平面中），也可以是三维的。这种类型的运动比直线（直线）运动更复杂。

球在曲线运动中落在地上

例子：

  • 以弯曲的方式将球抛向空中，
  • 射流在弯曲路径中的运动
  • 转动汽车
  • 围绕轨道旋转的行星

往复运动

往复运动，也称为往复运动，是一种重复的上下或来回直线运动。由单个往复循环组成的每对相反运动称为行程。圆周运动可以很容易地转换为往复运动，反之亦然，使用曲柄。

例子：

  • 发动机和泵的内燃
  • 燃烧燃料在气缸中的膨胀
  • 扬声器线圈的运动
  • 裁缝机中的针头运动
  • 电铃。

根据运动状态的运动类型是：

  1. 匀速运动
  2. 非均匀运动

匀速运动

物体沿路径匀速行进的一维运动称为匀速运动。由于物体在相等的时间间隔内经过相等的距离，所以物体的速度保持不变。物体的速度在所有时间范围内都保持不变，物体的平均速度等于它的实际速度。在匀速运动的情况下，物体不会获得加速度。例如，一辆汽车在第一个小时行驶 20 公里，在接下来的一个小时行驶 20 公里，以此类推，在整个运动过程中一直如此。

例子：

  • 时钟的指针覆盖相等的距离。
  • 一辆汽车以稳定的速度沿着平直的道路行驶。
  • 一架飞机在空中以稳定的速度飞行。

匀速运动的距离时间图

非均匀运动

物体沿路径以不同速度行进的一维运动称为非均匀运动。由于物体在相等的时间间隔内经过不相等的距离，所以物体的速度保持不变。物体的速度在时间范围内发生变化，平均速度可能与其实际速度不同。在非匀速运动的情况下，物体实现加速或减速。例如，一辆汽车在第一个小时行驶 20 公里，下一个小时行驶 30 公里，以此类推。在整个运动过程中以不同的速度继续。

例子：

  • 一个赛车人。
  • 以不同间隔弹跳的球
  • 两辆车相撞

非均匀运动的距离时间图

根据方向的运动类型是：

  1. 一维运动
  2. 二维运动
  3. 三维运动

一维运动

每当代表物体位置的三个坐标空间中的任何一个相对于时间发生任何变化（形状、速度、距离）时，该运动就称为一维运动或一维运动。

一维运动 - x 坐标的变化

例子：

  • 钢块的直线运动，
  • 物体在重力作用下自由下落。
  • 一个人走过一条笔直的车道

二维运动

每当代表物体位置的三个坐标空间中的任何一对相对于时间发生任何变化（形状、速度、距离）时，该运动就称为二维运动或二维运动。

二维运动，x 和 y 坐标的变化

例子 ：

  • 火车沿曲折轨道行驶。
  • 行星围绕太阳旋转

三维运动

当代表物体位置的所有三个坐标空间相对于时间发生任何变化（形状、速度、距离）时，该运动称为三维运动。身体倾向于在平面结构内进行运动。

例子 ：

  • 在天空中以任意路径飞行的物体。
  • 气体分子内原子的运动。

示例问题

问题 1：定义平移运动。

解决方案：

问题 2：区分周期性和非周期性运动。

解决方案：

问题 3. 曲线运动和直线运动的区别？

解决方案：

问题4：运动可以是绝对的吗？

解决方案：

问题 5. 一个人 A 从德里以 30 公里/小时的速度行驶到孟买，并在 5 小时内以 120 公里/小时的递增速度返回。计算人 A 走过的总距离。

解决方案：