В физике кинематика - это часть классической механики, которая объясняет движение объектов без рассмотрения того, что вызывает движение или на что влияет движение.
Одномерная кинематика
Одномерная кинематика (1D) используется только тогда, когда объект движется в одном направлении: из стороны в сторону (слева направо) или вверх и вниз. Существуют уравнения, которые можно использовать для решения задач, в которых движение происходит только в одном измерении или направлении. Эти уравнения вытекают из определений скорости, ускорения и расстояния.
- Первое кинематическое уравнение в одномерном пространстве касается ускорения и скорости. Если ускорение и скорость не изменяются. (Не обязательно включать расстояние)
Уравнение: V f = v i + a t {\displaystyle V_{f}=v_{i}+at} 
Vf - конечная скорость.
vi - начальная или стартовая скорость
a - ускорение
t - это время - сколько времени объект ускорялся.
- Второе кинематическое уравнение 1D позволяет определить расстояние, пройденное за время и среднюю скорость. (Не обязательно включать ускорение)
Уравнение: x = ( ( V f + V i ) / 2 ) t {\displaystyle x=((V_{f}+V_{i})/2)t} 
x - расстояние перемещения.
Vf - конечная скорость.
vi - начальная или стартовая скорость
t - время
- Третье кинематическое уравнение 1D позволяет определить расстояние, пройденное объектом при его ускорении. В нем рассматриваются скорость, ускорение, время и расстояние. (Не обязательно включать конечную скорость)
Уравнение: X f = x i + v i t + ( 1 / 2 ) a t 2 {\displaystyle X_{f}=x_{i}+v_{i}t+(1/2)at^{2}} 
X f {\displaystyle X_{f}}
- конечное пройденное расстояние.
xi - начальное или исходное расстояние
vi - начальная или стартовая скорость
a - ускорение
t - время
- Четвертое кинематическое уравнение 1D позволяет найти конечную скорость, используя начальную скорость, ускорение и пройденное расстояние. (Не обязательно включать время)
Уравнение: V f 2 = v i 2 + 2 a x {\displaystyle V_{f}^{2}=v_{i}^{2}+2ax} 
Vf - конечная скорость
vi - начальная или стартовая скорость
a - ускорение
x - расстояние перемещения
Двухмерная кинематика
Двумерная кинематика используется, когда движение происходит как в x-направлении (слева направо), так и в y-направлении (вверх и вниз). Для этого типа кинематики также существуют уравнения. Однако существуют разные уравнения для направления x и разные уравнения для направления y. Галилей доказал, что скорость в направлении x не меняется на протяжении всего бега. Однако на направление y влияет сила тяжести, поэтому скорость y меняется во время бега.
Уравнения для направления Х
Левое и правое движение
- Первое уравнение в направлении x - единственное, которое необходимо для решения задач, потому что скорость в направлении x остается неизменной.
Уравнение: X = V x ∗ t {\displaystyle X=V_{x}*t} 
X - расстояние, пройденное в направлении x
Vx - скорость в направлении x
t - время
Уравнения для направления Y
Движение вверх и вниз. Воздействие гравитации или другого внешнего ускорения
- Первое уравнение для направления y почти такое же, как и первое одномерное кинематическое уравнение, за исключением того, что в нем рассматривается изменение скорости y. В нем рассматривается свободно падающее тело, на которое действует сила тяжести. (Расстояние не требуется)
Уравнение: V f y = v i y - g t {\displaystyle V_{f}y=v_{i}y-gt} 
Vfy - конечная скорость по оси y
viy - начальная или исходная скорость y
g - это ускорение из-за силы тяжести, которое составляет 9,8 м / с 2 {\displaystyle м/с^{2}}
или 32 фт / с 2 {\displaystyle фут/с^{2}}. 
t - время
- Второе уравнение для направления y используется, когда на объект действует не гравитация, а отдельное ускорение. В этом случае необходима y-компонента вектора ускорения. (Расстояние не требуется)
Уравнение: V f y = v i y + a y t {\displaystyle V_{f}y=v_{i}y+a_{y}t} 
Vfy - конечная скорость по оси y
viy - начальная или исходная скорость y
ay - y-компонента вектора ускорения.
t - время
- Третье уравнение для направления y находит расстояние, пройденное в направлении y, используя среднюю скорость y и время. (Не требуется ускорение силы тяжести или внешнее ускорение)
Уравнение: X y = ( ( V f y + V i y ) / 2 ) t {\displaystyle X_{y}=((V_{f}y+V_{i}y)/2)t} 
Xy - расстояние, пройденное в направлении y
Vfy - конечная скорость y
viy - начальная или исходная скорость y
t - время
- Четвертое уравнение для направления y касается расстояния, пройденного в направлении y под действием гравитации. (Не требуется конечная скорость y)
Уравнение: X f y = X i y + v i y - ( 1 / 2 ) g t 2 {\displaystyle X_{f}y=X_{i}y+v_{i}y-(1/2)gt^{2}}} 
X f y {\displaystyle X_{f}y}
- конечное расстояние, пройденное в направлении y.
xiy - начальное или исходное расстояние в направлении y
viy - начальная или стартовая скорость в направлении y
g - это ускорение силы тяжести, которое составляет 9,8 м/с 2 {\displaystyle м/с^{2}} или 32 фт/с 2 {\displaystyle фут/с^{2}}.
t - время
- Пятое уравнение для направления y рассматривает расстояние, пройденное в направлении y под действием ускорения, отличного от гравитационного. (Не требуется конечная скорость y)
Уравнение: X f y = X i y + v i y + ( 1 / 2 ) a y t 2 {\displaystyle X_{f}y=X_{i}y+v_{i}y+(1/2)a_{y}t^{2}}} 
X f y {\displaystyle X_{f}y} - конечное расстояние, пройденное в направлении y.
xiy - начальное или исходное расстояние в направлении y
viy - начальная или стартовая скорость в направлении y
ay - y-компонента вектора ускорения.
t - время
- Шестое уравнение направления y находит конечную скорость y, когда на нее действует гравитация на определенном расстоянии. (Время не требуется)
Уравнение: V f y 2 = V i y 2 - 2 g x y {\displaystyle V_{f}y^{2}=V_{i}y^{2}-2gx_{y}} 
Vfy - конечная скорость в направлении y
Viy - начальная или стартовая скорость в направлении y
g - это ускорение силы тяжести, которое равно 9,8 м / с 2 {\displaystyle м/с^{2}} или 32 фт / с 2 {\displaystyle фут/с^{2}}.
xy - общее расстояние, пройденное в направлении y
- Седьмое уравнение для направления y находит конечную скорость y, когда на нее действует ускорение, отличное от силы тяжести, на определенном расстоянии. (Время не требуется)
Уравнение: V f y 2 = V i y 2 + 2 a y x y {\displaystyle V_{f}y^{2}=V_{i}y^{2}+2a_{y}x_{y}} 
Vfy - конечная скорость в направлении y
Viy - начальная или стартовая скорость в направлении y
ay - y-компонента вектора ускорения.
xy - общее расстояние, пройденное в направлении y
