Was ist ein Pfad in der Physik und wie wird er bezeichnet? Formeln und Beispielproblem

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 17:44

Die Kinematik ist eines der wichtigen Gebiete der Mechanik, die sich mit den Bewegungsgesetzen von Körpern im Raum befasst (die Bewegungsursachen werden von der Dynamik untersucht). In diesem Artikel werden wir eine der Hauptgrößen der Kinematik betrachten und die Frage beantworten: "Was ist ein Weg in der Physik?"

Das Konzept des Weges

Was ist ein Weg in der Physik? Dieser Wert entspricht der Länge des Raumsegments, das der untersuchte Körper im Laufe seiner Bewegung überwunden hat. Um den Weg zu berechnen, müssen nicht nur die Anfangs- und Endpositionen des Körpers, sondern auch die Bahn seiner Bewegung bekannt sein. Die Frage, was ein Weg in der Physik ist, kann unterschiedlich beantwortet werden. Unter diesem Wert versteht man die Länge der Trajektorie, also der gedachten Linie, entlang der sich der Körper bewegt hat.

Verschiedene Zeichen werden verwendet, um den Pfad anzugeben. Wenn wir also von einer eindimensionalen Bewegung sprechen, können wir das Symbol Δx verwenden, wobei Δ eine Änderung der x-Koordinate bedeutet. Neben diesem Symbol werden häufig die Buchstaben s, l und h verwendet, um die betrachtete Größe zu bezeichnen, wobei die beiden letzteren Länge bzw. Höhe bedeuten. SoSo findet man in der Kinematik am häufigsten den Buchstaben s zur Bezeichnung eines Weges.

Wenn bekannt ist, dass sich der Körper im dreidimensionalen Raum geradlinig bewegt, und die Koordinaten seiner Ausgangslage bekannt sind (x₀; y ₀; z₀) und final (x₁; y₁; z _{1), dann kann der Pfad durch die Formel bestimmt werden:}

s=√((x₁ - x₀)² + (y 1 _{- y}0₎2 ^{+ (z}1 _{- z} 0₎2⁾

Kinematische Formeln

Nachdem wir uns angesehen haben, wie der Pfad in der Physik bezeichnet wird und was dieser Wert ist, stellen wir ein paar kinematische Formeln vor, die zur Berechnung der untersuchten Bewegungscharakteristik verwendet werden. Dies sind die folgenden Formeln:

s=v × t;

s=v0 _{× t ± a × t}2 ^{/ 2}

Hier entspricht der erste Ausdruck der Situation, wenn sich der Körper während der Zeit t gleichförmig auf einer geraden Linie mit einer Geschwindigkeit v bewegt. Der zweite Ausdruck gilt für gleichmäßig beschleunigte Bewegung, wobei die Symbole v_{0 und a die Anfangsgeschwindigkeit bzw. Beschleunigung bezeichnen. Das Pluszeichen sollte verwendet werden, wenn der Körper beschleunigt, und das Minuszeichen, wenn er verzögert.}

Beispielaufgabe

Nachdem wir analysiert haben, was ein Pfad in der Physik ist, lösen wir das folgende Problem. Ein Boot mit einer Geschwindigkeit von 13 km / h bewegt sich 1,5 Stunden lang gegen die Strömung des Flusses von einem Punkt zum anderen. Wie weit fährt das Boot, wenn die Geschwindigkeit des Flusses 3 ist?km/h?

Dies ist ein klassisches Problem bei der Anwendung der Formel für die gleichförmige Bewegung eines Körpers. Die Komplexität der Aufgabe besteht lediglich darin, die tatsächliche Geschwindigkeit des Bootes zu bestimmen. Da seine Bewegung gegen den Strom erfolgt, entspricht sie der Differenz: 13 - 3 \u003d 10 km / h. Jetzt bleibt noch, die bekannten Werte in der Formel für s einzusetzen und die Antwort zu erh alten:

s=v × t=10 [km/h] × 1,5 [h]=15 km

Bei Bahnberechnungsproblemen ist es notwendig, die Dimensionen der verwendeten Werte von Geschwindigkeit, Zeit und Beschleunigung zu beachten, um Fehler zu vermeiden.