Gvidlibro por studado de fiziko/Kinematiko

Kinematiko

Kinematiko estas la priskribo de movado. La movado de punkta partiklo (t.e. partiklo sen dimensio) estas plene priskribata per tri termoj – delokiĝo, rapido, kaj akcelo. Por realaj objektoj (kiuj ne estas punktaj partikloj), transloka kinematiko priskribas la movadon de la pezocentro de objekto tra spaco, kaj angula kinematiko priskribas, kiel objekto rotacias ĉirkaŭ ĝia pezocentro. En ĉi tiu sekcio, ni enfokusigas sole translokan kinematikon.

Oni difinas delokiĝon, rapidon, kaj akcelon kiel sube. Unue, tamen, ni devas diskuti vektorojn:

Vektoro

Vektoro estas kvanto, kiu havas grandon kaj direkton. Aliflanke, skalaro estas kvanto, kiu havas nur grandon. Oni ofte reprezentas vektoron per sago (→). Variablo, kiu reprezentas vektoran kvanton aperas kun sago sur la litero:

${\vec {b}}$

dum variablo, kiu reprezentas skalaran kvanton aperas sen sago:

$b\,\!$

Plejparte, oni uzas vektorojn por priskribi delokiĝon, rapidon, kaj akcelon. Por pli pri vektoroj kaj skalaroj, vidu la aldono pri ili.

Pozicio

${\vec {x}}$

Pozicio estas la loko de objekto rilate al iu punkto. Tiu punkto estas la referenca punkto. Ofte, oni priskribas la pozicion de objekto per koordinatsistemo, en kiu la referenca punkto nomiĝas la origino:

• 
  Unu-dimensia koordinatsistemo
• 
  Du-dimensia koordinatsistemo
• 
  Tri-dimensia koordinatsistemo

Delokiĝo

$\Delta {\vec {x}}\equiv {\vec {x}}_{f}-{\vec {x}}_{i}$

Delokiĝo estas la ŝanĝo de pozicio de objekto. En la ekvacio supre:

• $\Delta {\vec {x}}$ estas la ŝanĝo de pozicio (oni uzas la grekan literon delto [Δ] por signifi ŝanĝon),
• $\equiv$ estas simbolo, kiu signifas difinon,
• ${\vec {x}}_{f}$ estas la fina pozicio de la objekto, kaj
• ${\vec {x}}_{i}$ estas la komenca (angle: initial) pozicio de la objekto.

Bonvolu noti, ke delokiĝo ne estas la sama kiel translokita distanco.

Ekzemple, imagu, ke io translokiĝas unufoje laŭ cirkonferenco de cirklo. Se ĝi finas, kie ĝi komencis, ĝia delokiĝo estas nul, malgraŭ la fakto, ke ĝi translokiĝis laŭ iom da distanco.

Rapido

${\vec {v}}_{av}\equiv {\frac {\Delta {\vec {x}}}{\Delta t}}\equiv {\frac {{\vec {x}}_{f}-{\vec {x}}_{i}}{t_{f}-t_{i}}}$

Rapido estas la ŝanĝo de delokiĝo dum iu ŝanĝo de tempo.