• จลนศาสตร์คืออะไร?
• องค์ประกอบของจลนศาสตร์
• ตัวอย่างของจลนศาสตร์

เราอธิบายว่าจลนศาสตร์คืออะไรและอะไรคือที่มาของสาขาฟิสิกส์นี้ องค์ประกอบของจลนศาสตร์และตัวอย่างการใช้งาน

ทางกายภาพ ที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุแข็งและวิถีการเคลื่อนที่ของวัตถุตามฟังก์ชันของเวลา โดยไม่คำนึงถึงต้นกำเนิดของแรงที่กระตุ้นมัน โดยคำนึงถึงความเร็วด้วย (การเปลี่ยนแปลงใน การกระจัด ต่อหน่วยของ สภาพอากาศ) และ อัตราเร่ง (ความเร็วเปลี่ยน) ของวัตถุที่เคลื่อนที่

ต้นกำเนิดของจลนศาสตร์กลับไปที่ ดาราศาสตร์ สมัยโบราณ เมื่อนักดาราศาสตร์และนักปรัชญาอย่างกาลิเลโอ กาลิเลอีสังเกต ความเคลื่อนไหว ของทรงกลมในระนาบเอียงและตกอย่างอิสระเพื่อให้เข้าใจการเคลื่อนไหวของ ดวงดาว ท้องฟ้า การศึกษาเหล่านี้ร่วมกับของ Nicolás Copernicus, Tycho Brahe และ Johannes Kepler ใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับ Isaac Newton เพื่อกำหนด กฎการเคลื่อนที่สามข้อและทั้งหมดนี้ได้ร่วมกันก่อตั้งจลนศาสตร์สมัยใหม่ขึ้นเมื่อต้นศตวรรษที่ 18

การมีส่วนร่วมของฝรั่งเศส Jean Le Rond d’Alembert, Leonhard Euler และ Andre-Marie Ampère เป็นกุญแจสำคัญในการสร้างสิ่งนี้ การลงโทษ, รับบัพติศมาโดยแอมแปร์เองเป็น จลนศาสตร์ (จากภาษากรีก kinin, เลื่อน, ย้าย)

ทฤษฎีสัมพัทธภาพในเวลาต่อมาโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ จะเปลี่ยนวินัยนี้กลับหัวกลับหางและพบจลนศาสตร์เชิงสัมพัทธภาพ ซึ่งในเวลาและ ช่องว่าง พวกมันไม่ใช่มิติสัมบูรณ์เนื่องจาก ความเร็วของแสง.

องค์ประกอบของจลนศาสตร์

องค์ประกอบพื้นฐานของจลนศาสตร์คือสาม: อวกาศ เวลา และมือถือ เราต้องคำนึงว่าใน กลศาสตร์ คลาสสิก สองครั้งแรก (เวลาและพื้นที่) เป็นมิติสัมบูรณ์โดยไม่ขึ้นกับมือถือและก่อนการดำรงอยู่

อวกาศอธิบายโดยเรขาคณิตแบบยุคลิด เวลาถือว่าไม่ซ้ำกันในทุกภูมิภาคของ จักรวาลและมือถือสามารถเคลื่อนไหวได้ทุกส่วน โทรศัพท์มือถือที่ง่ายที่สุดคือ อนุภาค (และการศึกษานี้เปิดสาขาของจลนศาสตร์ของอนุภาค) แต่มักจะพิจารณาถึงของแข็งที่แข็งเกร็ง (คล้ายกับระบบของอนุภาคและสอดคล้องกับสิ่งที่เรารู้ว่าเป็นวัตถุหรือวัตถุ)

ในแง่นี้ จลนศาสตร์คลาสสิกพิจารณาการเคลื่อนไหวประเภทต่อไปนี้:

• การเคลื่อนไหวของเส้นสม่ำเสมอ ร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ v โดยมีความเร่งเป็นศูนย์ในแนวเส้นตรง
• การเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงที่เร่งความเร็วสม่ำเสมอ ร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แปรผันเป็นเส้นตรง (เนื่องจากความเร่งคงที่) เมื่อเวลาผ่านไป
• การเคลื่อนไหวแบบฮาร์โมนิกอย่างง่าย เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนกลับเป็นระยะซึ่งร่างกายสั่นรอบจุดสมดุลใน ที่อยู่ กำหนดและในหน่วยเวลาปกติ
• การเคลื่อนที่แบบพาราโบลา เป็นองค์ประกอบของการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงสองแบบที่แตกต่างกัน: อันหนึ่งแนวนอนและความเร็วคงที่ และอีกอันเร่งในแนวตั้งและสม่ำเสมอ
• การเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ ตามชื่อของมัน มันคือการเคลื่อนไหวที่ติดตามวงกลมที่สมบูรณ์แบบในเส้นทางของมัน ทำให้โมดูลัสของความเร็วไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป
• การเคลื่อนที่แบบวงกลมที่เร่งความเร็วสม่ำเสมอมันคือการเคลื่อนไหวที่ติดตามวงกลมที่สมบูรณ์แบบในเส้นทางของมัน แต่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกันไปตามโมดูลเมื่อเวลาผ่านไป
• การเคลื่อนไหวฮาร์มอนิกที่ซับซ้อน เป็นการผสมผสานระหว่างการเคลื่อนไหวแบบฮาร์มอนิกอย่างง่ายต่างๆ ในทิศทางที่ต่างกัน

ตัวอย่างของจลนศาสตร์

เข็มนาฬิกาแสดงการเคลื่อนที่เป็นวงกลมสม่ำเสมอ

การเคลื่อนไหวที่ทราบส่วนใหญ่บนพื้นผิวโลกเป็นตัวอย่างที่ดีจากการศึกษาจลนศาสตร์ การล้มของร่างกาย เช่น เป็นการเคลื่อนไหวที่เร่งความเร็วอย่างสม่ำเสมอโดย แรงโน้มถ่วง นั่น โลก ออกแรงกับวัตถุทั้งหมด พลังนี้คือสิ่งที่พวกเราเรียกว่า น้ำหนัก และชี้ไปที่จุดศูนย์กลางของโลก

อีกตัวอย่างหนึ่งคือ ร่างกายที่ห้อยลงมาจากยางยืด เช่น สปริง ซึ่งการเคลื่อนไหวจะเป็นฮาร์โมนิกที่เรียบง่ายหรือซับซ้อน ขึ้นอยู่กับแรงที่เราออกแรงไปกับมัน

สุดท้าย การเคลื่อนที่ของเข็มนาฬิกาหรือของที่หลวมภายในเครื่องหมุนเหวี่ยง (เช่น เสื้อผ้าในเครื่องซักผ้า) ช่วยให้เห็นภาพการเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอหรือแบบเร่งตามลำดับ