Mechanika: Kinematika és Sebesség

Mechanika: Kinematika

• A kinematika a fizika azon ága, amely a testek mozgását írja le, anélkül, hogy figyelembe venné az erőket.
• A testek helyzetét és sebességét különböző vonatkoztatási rendszerekben értelmezzük, és a mozgás formáit is kategorizáljuk.
• A vonatkoztatási rendszer (vagy koordinátarendszer) egy olyan rendszer, amelyhez viszonyítva meghatározható egy test helyzete és mozgása.
• A mozgás mindig adott vonatkoztatási rendszerhez képest történik (pl. Föld felszíne, mozgó jármű).
• Az inerciarendszer olyan speciális vonatkoztatási rendszer, amelyben érvényes a tehetetlenség törvénye: ha egy testre nincs erő, akkor nyugalomban van, vagy egyenes vonalú, egyenletes mozgást végez.
• A mozgásokat többféleképpen kategorizálhatjuk, mint például egyenes vonalú mozgás, körmozgás, parabolamozgás és hullámmozgás.

Sebesség

• A sebesség a mozgás gyorsaságát és irányát jellemzi, megmutatva, hogy a test adott idő alatt milyen távolságot tesz meg.
• A sebesség vektormennyiség, ami azt jelenti, hogy nemcsak nagysága, hanem iránya is van.
• A sebesség átlagértéke egy időintervallumon belül számolható, az elmozdulás és az eltelt idő hányadosaként.
• A pillanatnyi sebesség az időbeli változástól függ.

Gyorsulás

• A gyorsulás megmutatja, hogy egy test sebessége milyen gyorsan változik.
• Ez is vektormennyiség, aminek iránya a sebesség megváltozásával egyezik meg.
• A gyorsulás képlete: a = Δv / Δt , ahol Δv a sebességváltozás és Δt az idő, amely alatt a változás bekövetkezett.
• Egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgásnál a gyorsulás állandó.

Szabadesés

• A szabadesés a gravitáció hatása alatt lévő test egyenletesen gyorsuló mozgása, kezdeti sebesség nélkül.
• A test gyorsulása a gravitációs gyorsulás (g), ami közelítőleg 9,81 m/s².

Körmozgás

• A körmozgás egy olyan mozgás, ahol a test egy kör alakú pályán mozog.
• A körmozgás jellemző mennyiségei a periódusidő (T), a frekvencia (f), a szögsebesség (ω), a kerületi sebesség (v) és a centripetális gyorsulás (a_c).
• A periódusidő az az idő, amely alatt a test egyszer körbejárja a pályát.
• A frekvencia a körmozgás egy másodperc alatti ciklusainak száma.
• A szögsebesség a szögelfordulás és az eltelt idő hányadosa.
• A kerületi sebesség a körmozgás pályájának egy pontján a test sebessége.
• A centripetális gyorsulás a test sebességének folyamatosan változó irányából eredő gyorsulás, és mindig a kör középpontja felé mutat. A centripetális gyorsulás képlete: a_c = v^2 / r vagy a_c =ω^2r , ahol v a kerületi sebesség, ω a szögsebesség és r a kör sugara.