Kinematyka jest działem mechaniki. W kinematyce zajmujemy się tylko i wyłącznie badaniem ruchu. Nie zajmuje się przyczynami ruchu, zajmujemy się samym ruchem. Na stronie zamieszczone są różne przykłady w których obliczane są prędkości, przyśpieszenia, droga, czas, energia podczas różnych przypadków ruchu. Istnieje wiele rodzajów ruchu, który można na różne sposoby klasyfikować. Mamy więc ruch jednostajny oraz ruch przyśpieszony, które sklasyfikowane są względu na zmienność prędkości w czasie. Istnieje także ruch prostoliniowy oraz ruch krzywoliniowy, które są sklasyfikowane ze względu na kształt toru ruchu. W mechanice często spotykamy się także z ruchem po okręgu oraz ruchem płaskim. Ruch płaski to złożenie ruchu postępowego i obrotowego bryły sztywnej. Odmian ruchu jest kilka, zamieszczone tu zadania będą starały się pokazać chociaż po jednym z nich.
Wersja anglojęzyczna:
Kinematics
Kinematyka punktu materialnego - ruch harmoniczny punktu materialnego, wykresy drogi, prędkości i przyśpieszenia w funkcji czasu.
Zadanie z kinematyki 1Kinematyka punktu materialnego podczas ruchu po pÅ‚aszczyÂznie XY, obliczenie prÄ™dkoÅ›ci, przyÅ›pieszenia oraz wyznaczenie toru ruchu.
Zadanie z kinematyki 2Punkt materialny zostaje wyrzucony z prÄ™dkoÅ›ciÄ… poczÄ…tkowÄ… v0 w kierunku poziomym do Ziemi. Przed rozpoczÄ™ciem ruchu punkt materialny znajduje siÄ™ na wysokoÅ›ci h nad poziomem Ziemi. Punkt znajduje siÄ™ w obecnoÅ›ci pola grawitacyjnego Ziemi, dziaÅ‚a wiÄ™c na niego przyÅ›pieszenie g w kierunku prostopadÅ‚ym do kierunku rzutu. Ruch punktu zostanie rozÅ‚ożony na dwa ruchy. Ruch jednostajny prostoliniowy w kierunku poziomym oraz ruch jednostajnie przyÅ›pieszony w kierunku prostopadÅ‚ym do Ziemi. Należy znaleÂzć drogÄ™ jakÄ… przebyÅ‚ punkt materialny do czasu kolizji z ZiemiÄ…. Należy również wyznaczyć równanie toru ruchu punktu materialnego.
Rzut poziomy punktu materialnegoPunkt materialny zostaje wyrzucony z prÄ™dkoÅ›ciÄ… poczÄ…tkowÄ… v0. Kierunek rzutu punktu tworzy kÄ…t α z poziomem Ziemi. W przykÅ‚adzie wyznaczone zostaje równanie toru ruchu punktu w pÅ‚aszczyÂznie XY dwuwymiarowego ukÅ‚adu współrzÄ™dnych. Ruch punktu odbywa siÄ™ w polu grawitacyjnym. ZakÅ‚adamy że ruch odbywa siÄ™ w próżni, oznacza to że nie ma oporu powietrza. W zadaniu wyznaczony zostaje również kÄ…t α dla którego zasiÄ™g rzutu ukoÅ›nego bÄ™dzie najwiÄ™kszy.
Rzut ukośny punktu materialnegoSpadek swobodny punktu materialnego o masie m z wysokości h nad poziomem morza. W chwili czasu t=0 punkt materialny zostaje puszczony i zaczyna spadać pionowo w dół z przyśpieszeniem g. Zakładamy że ruch odbywa się w próżni, oznacza to że nie występuje opór powietrza. Celem zadania jest znalezienie prędkości końcowej punktu materialnego w momencie kolizji z morzem. W przykładzie wykorzystana zostanie zasada zachowania całkowitej energii mechanicznej.
Spadek swobodny punktu materialnegoWyznaczanie prędkości początkowej v0, którą musi posiadać huśtawka aby wychylić się o zadany kąt względem pionu. W zadaniu wykorzystana zostanie zasada zachowania całkowitej energii mechanicznej oraz wzory na ruch jednostajnie przyśpieszony.
Wyznaczanie prędkości początkowejKinematyka ruchu tarczy umieszonej pomiędzy prowadnicami poruszającymi się różnymi prędkościami liniowymi.
Kinematyka - chwilowy ruch obrotowyWyznaczanie prędkości bezwzględnej samochodu poruszającego wzdłuż południka w kierunku północnego bieguna geograficznego Ziemi.
Kinematyka - ruch wzglÄ™dnyPunkt materialny porusza siÄ™ z staÅ‚Ä… prÄ™dkoÅ›ciÄ… v=2[m/s]. W czasie t=10[s] przebyÅ‚ drogÄ™ s. W przykÅ‚adzie wyznaczone zostanÄ… wykresy drogi s(t), prÄ™dkoÅ›ci v(t) oraz przyÅ›pieszenia a(t). Punkt porusza siÄ™ z staÅ‚a prÄ™dkoÅ›ciÄ…, oznacza to że porusza siÄ™ on ruchem jednostajnym. Podczas rysowania wykresów należy wziąć pod uwagÄ™ zależnoÅ›ci v=∫a·dt oraz s=∫v·dt.
Wykres drogi, prÄ™dkoÅ›ci i przyÅ›pieszenia - zadanie 6Punkt materialny porusza siÄ™ z staÅ‚ym przyÅ›pieszeniem a=2[m/(s2)]. W czasie t=5[s] przebyÅ‚ drogÄ™ s. W przykÅ‚adzie wyznaczone zostanÄ… wykresy drogi s(t), prÄ™dkoÅ›ci v(t) oraz przyÅ›pieszenia a(t). Punkt porusza siÄ™ z staÅ‚ym przyÅ›pieszeniem, oznacza to że porusza siÄ™ on ruchem jednostajnie przyÅ›pieszonym. Podczas rysowania wykresów należy wziąć pod uwagÄ™ zależnoÅ›ci v=∫a·dt oraz s=∫v·dt.
Wykres drogi, prędkości i przyśpieszenia - zadanie 7