Sådan forstår du klassisk mekanik: 12 trin (med billeder)

Indholdsfortegnelse:

Sådan forstår du klassisk mekanik: 12 trin (med billeder)
Sådan forstår du klassisk mekanik: 12 trin (med billeder)

Video: Sådan forstår du klassisk mekanik: 12 trin (med billeder)

Video: Sådan forstår du klassisk mekanik: 12 trin (med billeder)
Video: Hvilken type virksomhed skal du vælge? 2024, Marts
Anonim

Klassisk fysik er studiet af bevægelse, projektiler, remskiver og planeterne. Det beskæftiger sig hovedsageligt med bevægelse af store objekter gennem rummet ved relativt lave langsomme hastigheder. Klassisk fysik omhandler mekanikken i et objekts bevægelse som reaktion på en kraft. På grund af dette omtales klassisk fysik ofte blot som mekanik eller kinematik.

Trin

Del 1 af 3: Lær Newtons love om bevægelse og bevarelse

Forstå klassisk fysik trin 1
Forstå klassisk fysik trin 1

Trin 1. Definer Newtons første lov om bevægelse

Newtons første lov fortæller os, at ethvert objekt i bevægelse vil fortsætte med at bevæge sig i samme retning med samme hastighed, medmindre en anden kraft virker på det for at ændre dets bevægelse. Hvis et objekt er stationært, forbliver det stationært.

  • Denne første lov omtales undertiden som inertiloven.
  • Denne lov siger, at et objekt bevæger sig med en konstant hastighed (hastighed og retning), medmindre der er en ikke -nul (ubalanceret) nettokraft, der virker på det. Et objekt, der ikke bevæger sig, har en nettokraft på nul, der virker på det.
Forstå klassisk fysik trin 2
Forstå klassisk fysik trin 2

Trin 2. Forstå Newtons anden lov om bevægelse

Når kraften, der virker på et objekt, stiger, stiger objektets acceleration. Kraft alene bestemmer ikke accelerationen af et objekt; objektets masse spiller også en kritisk rolle. Jo større massen af et objekt er, jo langsommere vil det accelerere.

  • Dette forhold kan forklares ved hjælp af formlen F = ma, hvor "F" er kraften, der virker på objektet, "m" er objektets masse, og "a" er objektets acceleration.
  • En anden måde at tænke på denne lov er, at et objekt ikke accelererer, medmindre der er en ubalanceret (eller netto) kraft, der virker på det.
Forstå klassisk fysik trin 3
Forstå klassisk fysik trin 3

Trin 3. Lær Newtons tredje bevægelseslov

Den tredje lov siger, at enhver handling har en lige og modsat reaktion. Når en kraft virker på et objekt, er der en kraft af nøjagtig samme størrelse, der skubber tilbage i den modsatte retning af den oprindelige kraft.

  • For eksempel, når du sætter dig på en bænk, udøver du en nedadgående kraft på bænken, men bænken udøver en tilsvarende opadgående kraft på dig.
  • Denne lov siger, at alle kræfter kommer i par.
Forstå klassisk fysik trin 4
Forstå klassisk fysik trin 4

Trin 4. Kend lovene om bevarelse af energi, momentum og vinkelmoment

Bevaring af energi siger, at "energi hverken kan skabes eller ødelægges." Med andre ord forbliver energi konstant i et isoleret system. Det samme gælder momentum og vinkelmoment: i et isoleret system forbliver momentum og vinkelmoment konstant.

Det er vigtigt at bemærke, at et isoleret system er et system, hvor der ikke er nogen eksterne kræfter, der virker på det. I virkeligheden eksisterer et isoleret system ikke rigtigt, men det er en nyttig model til at beskrive de grundlæggende principper for de fysiske naturlove

Del 2 af 3: Forståelse af objekters bevægelse

Forstå klassisk fysik trin 5
Forstå klassisk fysik trin 5

Trin 1. Undersøg afledningen af de grundlæggende ligninger

Der er fire grundlæggende ligninger, der beskriver et objekts bevægelse med hensyn til tid (t), hastighed (vf: sluthastighed; vjeg: initialhastighed), acceleration (a) og forskydning (d). Disse er kendt som de kinematiske ligninger og kan omarrangeres på forskellige måder for at løse den ønskede variabel. At være i stand til at udlede disse ligninger på egen hånd vil styrke din forståelse af disse begreber.

  • Genskab nogle grundlæggende fysiklaboratorier derhjemme, og prøv at udlede ligningerne fra de data, du har indsamlet.
  • De grundlæggende kinematiske ligninger er:

    • d = vjegt + ½at2
    • vf2 = vjeg2 + 2ad
    • vf = vjeg + kl
    • d = (vjeg + vf)/2 * t
Forstå klassisk fysik trin 6
Forstå klassisk fysik trin 6

Trin 2. Definer en vektor

En vektor er en mængde, der sædvanligvis bruges i matematik og fysik, der både har en størrelse og en retning. Størrelsen definerer bevægelsens "længde". Når man taler om hastighed, er størrelsen den hastighed, objektet bevæger sig. Retningen objektet bevæger sig definerer den anden komponent i vektoren, retning.

Når objekter er i bevægelse, bevæger de sig generelt i en retning med en bestemt hastighed. De kan bevæge sig med en konstant hastighed eller accelerere, men i begge tilfælde siges det at bevægelsen har både en størrelse og retning; derfor er dens bevægelse en vektor

Forstå klassisk fysik trin 7
Forstå klassisk fysik trin 7

Trin 3. Tegn diagrammer over problemet

Fysik kan være meget abstrakt, men den bedste måde at komme til roden af problemet er at trække det ud. Tegn et grundlæggende billede af, hvad der sker i det beskrevne problem, og tilføj derefter alle de kræfter, der findes.

  • Kræfter er vektorer, så husk at tegne dem ved hjælp af en pil med både størrelse og retning.
  • Glem ikke usynlige kræfter som tyngdekraften, friktionskraften og den normale kraft (den kraft, der virker mod et objekt, der hviler på det).
Forstå klassisk fysik trin 8
Forstå klassisk fysik trin 8

Trin 4. Øv med nogle eksempler

Den bedste måde at lære noget på er at dykke lige ind. Prøv din hånd med nogle grundlæggende problemer for at kontrollere din forståelse. For at løse ethvert problem tegner du diagrammet, skriver givens, bestemmer hvad du løser for og anvender den korrekte ligning til at løse for din ukendte.

  • For eksempel: Find den afstand, det tager for en bil, der kører med 25 m/s, at stoppe med at bruge en acceleration på -9 m/s2.
  • Skitser et billede af bilen, tegner pile for at repræsentere kørselsretningen.
  • Skriv kendskaberne ned: vf = 0 m/s, vjeg = 25 m/s, a = -9 m/s2, d =?
  • Identificer den relevante ligning: vf2 = vjeg2 + 2ad
  • Tilslut kendskaberne: 02 = 252 + 2 (-9) (d)
  • Løs for d: d = (02 - 252)/-18 = 34,72 m
  • Bilen kørte 34,72 meter inden den stoppede.

Del 3 af 3: Udvidelse af din viden

Forstå klassisk fysik trin 9
Forstå klassisk fysik trin 9

Trin 1. Læs en begynderbog i fysik

Hvis du virkelig vil dykke ned i klassisk fysik, skal du købe en begynderbog og begynde at læse. Bare at læse begreberne vil ikke være nok til virkelig at forstå. Du skal også gennemgå prøveproblemerne og prøve nogle af spørgsmålene i slutningen af hvert kapitel.

Tag dig tid til at behandle afledninger af de grundlæggende bevægelsesligninger og virkelig forstå, hvorfor de virker, før du går videre til det næste koncept

Forstå klassisk fysik trin 10
Forstå klassisk fysik trin 10

Trin 2. Tag et online fysik kursus

At læse en lærebog på egen hånd er måske ikke nok til, at du får den dybde af viden, du gerne vil have inden for fysik. Der er mange åbne kurser og online kurser, du kan tage i forbindelse med fysik. Mange af disse kurser har opgaver til at kontrollere din forståelse og fora til at diskutere arbejdet.

Disse typer kurser er også lette at passe ind i din tidsplan, da du kan arbejde med materialet, når du har tid

Forstå klassisk fysik trin 11
Forstå klassisk fysik trin 11

Trin 3. Eksperimenter og øv øvelser for at kontrollere din forståelse

Fysik er et emne, der bedst læres gennem praktiske aktiviteter og løsning af praksisproblemer. Lav nogle grundlæggende eksperimenter og se om du kan udlede ligningerne baseret på dine data. Besvar alle spørgsmålene i slutningen af hvert kapitel, og tjek dine løsninger.

  • Find flere problemsæt online for begreber, der er mere besværlige end andre.
  • Fysik bygger på sig selv, så fortsæt med at øve problemer, indtil du føler, at du har mestret konceptet, før du går videre til det næste.
Forstå klassisk fysik trin 12
Forstå klassisk fysik trin 12

Trin 4. Tilmeld dig en grundlæggende fysik klasse på et lokalt college

Hvis du fungerer bedst i klasseværelset, kan du tjekke de kurser, der er tilgængelige på dit lokale community college. Vælg et kursus med en velvurderet professor i en periode, der passer godt ind i din tidsplan. At tage et kursus, bare fordi du er nysgerrig efter materialet, kan være virkelig sjovt, og du vil have større sandsynlighed for at fokusere på arbejdet og virkelig lære emnet.

Anbefalede: