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什麼是運動學?概念、起源、運動學元件和應用範例

2025-07-12自然科學490

我們解釋了什麼是運動學以及這個物理學分支的起源是什麼。運動學元件和應用範例。

什麼是運動學?概念、起源、運動學元件和應用範例

運動學的基本要素有三個:空間、時間和行動裝置。

什麼是運動學?

Kinematics 是物理它研究固體物體的運動及其軌跡隨時間的變化,而不考慮驅動它的力的來源。為此,速度(位移每單位時間) 和加速度(速度變化)。

運動學的起源可以追溯到天文學當天文學家和哲學家(如伽利略·伽利萊)觀察到運動斜面和自由落體中的球體,以瞭解星星天體。這些研究,連同尼古拉·哥白尼、第谷·布拉赫和約翰內斯·開普勒的研究,為以撒·牛頓 (Isaac Newton) 制定他的三個運動定律,所有這些都共同創立了 18 世紀初的現代運動學。

法國人 Jean Le Rond d'Alembert、Leonhard Euler 和 André-Marie Ampère 的貢獻是建立這個項目的關鍵學科,被 Ampère 本人洗禮為運動學(來自希臘語 kinéin,移動,移動)。

阿爾伯特·愛因斯坦 (Albert Einstein) 後來對相對論的假設將這門學科顛倒過來,並發現了相對論運動學,其中時間和空間它們不是絕對維度,因為光速.

運動學要素

運動學的基本要素有三個:空間、時間和行動裝置。我們必須考慮到,在力學前兩個(時間和空間)是絕對維度,獨立於行動裝置,在它存在之前。

空間由歐幾里得幾何描述,時間在世界任何地區都被認為是唯一的。宇宙,而行動裝置可以是任何運動中的物體。最簡單的動機是粒子(它的研究開闢了粒子運動學的領域),但更常見的是考慮剛性固體(類似於粒子系統,對應於我們所知道的物體或物體)。

從這個意義上說,經典運動學考慮了以下類型的運動:

  • 勻速直線運動。物體以恆定速度 v 移動,直線加速度為零。

  • 勻速加速的直線運動。物體以隨時間線性變化的速度移動(因為它的加速度是恆定的)。

  • 簡單的諧波運動。這是一個週期性的來回運動,其中物體在位址確定並按規則的時間單位。

  • 拋物線運動。它是兩種不同的直線運動的組合:一種是水準且速度恆定,另一種是垂直且均勻加速。

  • 均勻的圓周運動。顧名思義,它是在其路徑上追蹤完美圓圈的運動,同時保持其速度模量在時間上保持不變。

  • 勻速圓周運動。它是在其路徑上追蹤完美圓圈的運動,但速度隨時間變化。

  • 複雜的諧波運動。它是幾個簡單諧波運動在不同方向上的組合。

運動學示例

什麼是運動學?概念、起源、運動學元件和應用範例

時鐘的指標說明瞭均勻的圓周運動。

地球上大多數已知的運動都是運動學研究的好例子。例如,物體的下落是由重力該地球它施加在所有物體上。這種力就是我們所說的重量並指向行星的中心。

另一個例子是懸掛在彈性(例如彈簧)上的物體,其運動將是簡單或複雜的諧波,具體取決於我們施加在它上的力。

最後,時鐘指標或離心機內鬆散物體(例如洗衣機中的衣服)的運動使我們能夠分別說明勻速或加速的圓周運動。

標籤: 物理

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