Как понять классическую механику: 12 шагов (с иллюстрациями)

Оглавление:

Как понять классическую механику: 12 шагов (с иллюстрациями)
Как понять классическую механику: 12 шагов (с иллюстрациями)

Видео: Как понять классическую механику: 12 шагов (с иллюстрациями)

Видео: Как понять классическую механику: 12 шагов (с иллюстрациями)
Видео: КАК заполнить ПРОФИЛЬ в Linkedin 2024, Марш
Anonim

Классическая физика - это изучение движения, снарядов, шкивов и планет. В основном он связан с движением крупных объектов в пространстве с относительно небольшими скоростями. Классическая физика занимается механикой движения объекта в ответ на силу. Из-за этого классическую физику часто называют просто механикой или кинематикой.

Шаги

Часть 1 из 3: Изучение законов движения и сохранения Ньютона

Понимание классической физики Шаг 1
Понимание классической физики Шаг 1

Шаг 1. Определите первый закон движения Ньютона

Первый закон Ньютона гласит, что любой движущийся объект будет продолжать двигаться в том же направлении с той же скоростью, если на него не действует другая сила, изменяющая его движение. Если объект неподвижен, он останется неподвижным.

  • Этот первый закон иногда называют законом инерции.
  • Этот закон гласит, что объект движется с постоянной скоростью (скоростью и направлением), если на него не действует ненулевая (неуравновешенная) результирующая сила. Объект, который не движется, имеет нулевую силу, действующую на него.
Понимание классической физики Шаг 2
Понимание классической физики Шаг 2

Шаг 2. Понять второй закон движения Ньютона

По мере увеличения силы, действующей на объект, ускорение объекта увеличивается. Сама по себе сила не определяет ускорение объекта; Масса объекта также играет решающую роль. Чем больше масса объекта, тем медленнее он будет ускоряться.

  • Это соотношение можно объяснить с помощью формулы F = ma, где «F» - сила, действующая на объект, «m» - масса объекта, а «a» - ускорение объекта.
  • Другой способ подумать об этом законе состоит в том, что объект не будет ускоряться, если на него не действует неуравновешенная (или суммарная) сила.
Понимание классической физики Шаг 3
Понимание классической физики Шаг 3

Шаг 3. Изучите третий закон движения Ньютона

Третий закон гласит, что каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Когда на объект действует сила, возникает сила точно такой же величины, которая толкает назад в направлении, противоположном исходной силе.

  • Например, когда вы садитесь на скамью, вы прилагаете к ней направленную вниз силу, но скамья оказывает на вас одинаковую направленную вверх силу.
  • Этот закон гласит, что все силы действуют парами.
Понимание классической физики Шаг 4
Понимание классической физики Шаг 4

Шаг 4. Знать законы сохранения энергии, импульса и момента количества движения

Сохранение энергии утверждает, что «энергия не может быть ни создана, ни уничтожена». Другими словами, энергия в изолированной системе остается постоянной. То же самое и с импульсом и угловым моментом: в изолированной системе импульс и угловой момент остаются постоянными.

Важно отметить, что изолированная система - это система, в которой на нее не действуют внешние силы. На самом деле изолированной системы не существует, но это полезная модель для описания основных принципов физических законов природы

Часть 2 из 3: понимание движения объектов

Понимание классической физики Шаг 5
Понимание классической физики Шаг 5

Шаг 1. Изучите вывод основных уравнений

Есть четыре основных уравнения, которые описывают движение объекта с точки зрения времени (t), скорости (vж: конечная скорость; vя: начальная скорость), ускорение (a) и перемещение (d). Они известны как кинематические уравнения и могут быть преобразованы различными способами для определения желаемой переменной. Возможность самостоятельно вывести эти уравнения укрепит ваше понимание этих концепций.

  • Воссоздайте дома несколько базовых физических лабораторий и попытайтесь вывести уравнения из собранных вами данных.
  • Основные кинематические уравнения:

    • d = vяt + ½at2
    • vж2 = vя2 + 2ad
    • vж = vя + в
    • d = (vя + vж) / 2 * t
Понимание классической физики Шаг 6
Понимание классической физики Шаг 6

Шаг 2. Определите вектор

Вектор - это величина, обычно используемая в математике и физике, которая имеет как величину, так и направление. Величина определяет «длину» движения. Когда говорят о скорости, величина - это скорость, с которой движется объект. Направление, в котором движется объект, определяет вторую составляющую вектора - direction.

Когда объекты находятся в движении, они обычно движутся в одном направлении с определенной скоростью. Они могут двигаться с постоянной скоростью или ускоряться, но в любом случае говорят, что движение имеет как величину, так и направление; следовательно, его движение - вектор

Понимание классической физики Шаг 7
Понимание классической физики Шаг 7

Шаг 3. Нарисуйте схемы проблемы

Физика может быть очень абстрактной, но лучший способ добраться до корня проблемы - это выявить ее. Нарисуйте базовую картину того, что происходит в описанной проблеме, а затем добавьте все существующие силы.

  • Силы - это векторы, поэтому не забывайте рисовать их с помощью стрелки, указывающей как величину, так и направление.
  • Не забывайте о невидимых силах, таких как сила тяжести, сила трения и нормальная сила (сила, которая действует на объект, лежащий на нем).
Понимание классической физики Шаг 8
Понимание классической физики Шаг 8

Шаг 4. Попрактикуйтесь на нескольких примерах

Лучший способ чему-то научиться - это сразу погрузиться в нее. Попробуйте свои силы в решении некоторых основных задач, чтобы проверить свое понимание. Чтобы решить любую проблему, нарисуйте диаграмму, запишите данные, определите, для чего вы решаете, и примените правильное уравнение для решения неизвестного.

  • Например: найдите расстояние, которое требуется автомобилю, движущемуся со скоростью 25 м / с, чтобы остановиться с ускорением -9 м / с.2.
  • Нарисуйте изображение автомобиля со стрелками, обозначающими направление движения.
  • Запишите известные: vж = 0 м / с, vя = 25 м / с, a = -9 м / с2, d =?
  • Найдите соответствующее уравнение: vж2 = vя2 + 2ad
  • Подключите известные: 02 = 252 + 2 (-9) (г)
  • Решить относительно d: d = (02 - 252) / - 18 = 34,72 м
  • Автомобиль проехал 34,72 метра до остановки.

Часть 3 из 3: Расширяя свои знания

Понимание классической физики Шаг 9
Понимание классической физики Шаг 9

Шаг 1. Прочтите учебник физики для начинающих

Если вы действительно хотите погрузиться в классическую физику, купите учебник для начинающих и начните читать. Простого чтения концепций будет недостаточно, чтобы по-настоящему понять. Вы также должны просмотреть примеры задач и попробовать свои силы в некоторых вопросах в конце каждой главы.

Найдите время, чтобы обработать вывод основных уравнений движения и по-настоящему понять, почему они работают, прежде чем переходить к следующей концепции

Понимание классической физики Шаг 10
Понимание классической физики Шаг 10

Шаг 2. Пройдите онлайн-курс физики

Самостоятельного чтения учебника может быть недостаточно, чтобы получить желаемые знания физики. Существует множество открытых курсов и онлайн-курсов, которые можно пройти по физике. На многих из этих курсов есть задания, чтобы проверить ваше понимание, и форумы для обсуждения работы.

Эти типы курсов также легко вписываются в ваше расписание, поскольку вы можете работать над материалом, когда у вас есть время

Понимание классической физики Шаг 11
Понимание классической физики Шаг 11

Шаг 3. Экспериментируйте и решайте задачи, чтобы проверить свое понимание

Физика - это предмет, который лучше всего изучить на практике и при решении практических задач. Поэкспериментируйте и посмотрите, сможете ли вы вывести уравнения на основе ваших данных. Ответьте на все вопросы в конце каждой главы и проверьте свои решения.

  • Поищите в Интернете больше наборов задач для концепций, которые вызывают больше проблем, чем другие.
  • Физика строится сама на себе, поэтому продолжайте решать практические задачи, пока не почувствуете, что усвоили концепцию, прежде чем переходить к следующей.
Понимание классической физики Шаг 12
Понимание классической физики Шаг 12

Шаг 4. Запишитесь на базовый урок физики в местном колледже

Если вы лучше всего работаете в классе, ознакомьтесь с курсами, доступными в вашем местном общественном колледже. Выберите курс с профессором с хорошей оценкой в течение времени, которое хорошо вписывается в ваше расписание. Прохождение курса только потому, что вам интересен материал, может быть действительно увлекательным, и у вас будет больше шансов сосредоточиться на работе и по-настоящему выучить предмет.

Рекомендуемые: