Zhrnutie na Kinematika a dynamika: pohyb telies
Kinematika a Dynamika: Pohyb Telies | Kompletný Sprievodca
Kinematika: Pohyb telies
Fyzika je veda, ktorá skúma prírodu a jej javy. Jednou z jej základných oblastí je mechanika, ktorá sa zaoberá pohybom telies. Mechanika sa ďalej delí na kinematiku a dynamiku. Kinematika popisuje pohyb telies bez ohľadu na príčiny, ktoré ho vyvolávajú. Zameriava sa teda na to, ako sa teleso pohybuje, nie prečo sa pohybuje.
Kinematika: Popis pohybu
Kinematika nám umožňuje presne opísať, ako sa teleso pohybuje. K tomu potrebujeme poznať základné veličiny ako dráha, rýchlosť a zrýchlenie.
Dráha (s): Je to dĺžka trajektórie, ktorú teleso prešlo. Je to skalárna veličina a jej jednotkou je meter (m).
Rýchlosť (v): Je to vektorová veličina, ktorá udáva, ako rýchlo a akým smerom sa teleso pohybuje. Jej jednotkou je meter za sekundu (m/s). Rozlišujeme priemernú rýchlosť (celková dráha delená celkovým časom) a okamžitú rýchlosť (rýchlosť v danom okamihu).
Zrýchlenie (a): Je to vektorová veličina, ktorá udáva zmenu rýchlosti telesa za jednotku času. Jej jednotkou je meter za sekundu na druhú (m/s²). Ak je zrýchlenie kladné, rýchlosť telesa sa zvyšuje; ak je záporné, rýchlosť sa znižuje (hovoríme o spomalení).
Typy pohybu
Rovnomerný priamočiary pohyb
Rovnomerný priamočiary pohyb je najjednoduchší typ pohybu, pri ktorom sa teleso pohybuje po priamke konštantnou rýchlosťou. To znamená, že jeho zrýchlenie je nulové ($a = 0,\text{m/s}^2$).
Základný vzorec pre dráhu pri rovnomernom pohybe je:
$$s = v \cdot t$$
kde $s$ je dráha (m), $v$ je konštantná rýchlosť (m/s) a $t$ je čas (s).
Grafické znázornenie:
-
Graf dráhy v závislosti od času (s-t graf): Je to priamka prechádzajúca počiatkom súradnicovej sústavy (ak teleso začína z nulovej dráhy) alebo rovnobežná s osou času (ak teleso začína z nenulovej dráhy). Sklon priamky udáva rýchlosť telesa. Čím väčší sklon, tým väčšia rýchlosť.
-
Graf rýchlosti v závislosti od času (v-t graf): Je to vodorovná priamka rovnobežná s osou času, pretože rýchlosť je konštantná.
Rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb
Rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb je pohyb, pri ktorom sa rýchlosť telesa mení rovnomerne, t.j., zrýchlenie je konštantné a nenulové. Ak je zrýchlenie kladné, rýchlosť sa zväčšuje; ak je záporné, rýchlosť sa zmenšuje (spomalenie).
Základné vzorce pre rovnomerne zrýchlený pohyb (pre prípad, že počiatočná rýchlosť $v_0 = 0,\text{m/s}$):
$$v = a \cdot t$$
kde $v$ je okamžitá rýchlosť (m/s), $a$ je konštantné zrýchlenie (m/s²) a $t$ je čas (s).
$$s = \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2$$
kde $s$ je dráha (m), $a$ je konštantné zrýchlenie (m/s²) a $t$ je čas (s).
Ak má teleso počiatočnú rýchlosť $v_0$ (m/s), potom sú vzorce:
$$v = v_0 + a \cdot t$$
$$s = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2$$
Grafické znázornenie:
-
Graf dráhy v závislosti od času (s-t graf): Je to parabola, ktorej zakrivenie závisí od veľkosti zrýchlenia. Čím väčšie zrýchlenie, tým strmšia parabola.
-
Graf rýchlosti v závislosti od času (v-t graf): Je to priamka, ktorej sklon udáva zrýchlenie. Ak je zrýchlenie kladné, priamka stúpa; ak je záporné, priamka klesá.
Gravitačné zrýchlenie a voľný pád
Zvláštnym prípadom rovnomerne zrýchleného pohybu je voľný pád. Je to pohyb telesa, ktoré padá len pod vplyvom gravitačnej sily Zeme, pričom odpor vzduchu zanedbávame. Všetky telesá padajú vo vákuu s rovnakým zrýchlením, nazývaným gravitačné zrýchlenie (g). Jeho hodnota sa na Zemi mení s nadmorskou výškou a zemepisnou šírkou, ale pre praktické účely sa často používa približná hodnota:
$$g \approx 9.81,\text{m/s}^2$$
Pri voľnom páde môžeme použiť vzorce pre rovnomerne zrýchlený pohyb, kde $a$ nahradíme $g$ a počiatočná rýchlosť $v_0$ je zvyča
Zaregistruj sa pre celé zhrnutieUž máš účet? Prihlásiť sa
Základy Kinematiky
Klíčová slova: Kinematika, Dynamika, Výpočet zrýchlenia
Klíčové pojmy: Kinematika popisuje pohyb telies bez ohľadu na príčiny., Dráha ($s$) je skalárna veličina, meraná v metroch (m)., Rýchlosť ($v$) je vektorová veličina, meraná v metroch za sekundu (m/s)., Zrýchlenie ($a$) je vektorová veličina, meraná v metroch za sekundu na druhú (m/s²)., Rovnomerný priamočiary pohyb má konštantnú rýchlosť a nulové zrýchlenie ($a = 0\,\text{m/s}^2$)., Pre rovnomerný pohyb platí vzorec $s = v \cdot t$., Rovnomerne zrýchlený priamočiary pohyb má konštantné a nenulové zrýchlenie., Pre rovnomerne zrýchlený pohyb platia vzorce $v = v_0 + a \cdot t$ a $s = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2$., Voľný pád je rovnomerne zrýchlený pohyb s gravitačným zrýchlením ($g \approx 9.81\,\text{m/s}^2$)., Pri voľnom páde (z $v_0 = 0$) platia vzorce $v = g \cdot t$ a $h = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2$., S-t graf pre rovnomerný pohyb je priamka, pre zrýchlený pohyb parabola., V-t graf pre rovnomerný pohyb je vodorovná priamka, pre zrýchlený pohyb šikmá priamka.