Back to the topics list

kasi, kuongeza kasi, mwendo

Katika ulimwengu wa kimwili, moja ya matukio ya kawaida ni mwendo. Tawi la sayansi ambalo hujishughulisha na tabia ya vitu vinavyosogea hujulikana kama 'mechanics'.

Mechanics imegawanywa zaidi katika sehemu mbili - Kinematics na Dynamics.

Kinematics inahusika na uchunguzi wa mwendo bila kuzingatia sababu ya mwendo.

Mienendo inahusika na sababu ya mwendo, yaani nguvu.

Mwendo unamaanisha harakati. Kitu kinasemekana kuwa katika mwendo ikiwa kitabadilisha msimamo wake kwa heshima na mazingira yake kwa wakati fulani. Kitu kinasemekana kuwa kimepumzika ikiwa hakibadilishi msimamo wake kwa heshima na mazingira yake. Kiunzi cha marejeleo ni kitu au eneo lingine ambalo tunalinganisha nafasi ya kitu fulani.

Kila aina ya mwendo inadhibitiwa na aina tofauti ya nguvu.

Wakati kitu kinachukua umbali sawa katika vipindi sawa vya wakati, inasemekana kuwa katika mwendo sawa. Mwendo unaofanana ni mwendo kwa kasi isiyobadilika katika mstari ulionyooka. Mfano: mpira unaozunguka.

Wakati kitu kinafunika umbali usio sawa katika vipindi sawa vya wakati, inasemekana kuwa katika mwendo usio sare.

Mwendo usio wa kawaida ni mwendo ambao hauna muundo dhahiri wa mwendo wake. Mfano: nyuki anayeruka.

Kuna aina mbili za mwendo wa msingi: tafsiri na mzunguko.

Tafsiri maana yake ni mwendo kando ya njia.

Mzunguko unamaanisha mwendo kuzunguka mhimili uliowekwa. Mhimili ni kituo ambacho kitu kinazunguka.

Mwendo wa tafsiri hufafanuliwa na nguvu halisi (jumla ya nguvu tofauti) inayotenda kwenye kitu.

Mzunguko hufafanuliwa na torque. Torque ni nguvu inayosababisha mzunguko wa kitu.

Aina za mwendo

1. Mwendo wa mstari ndio msingi zaidi wa mwendo wote. Ni aina ya mwendo ambapo sehemu zote za kitu husogea kwa mwelekeo mmoja na kila sehemu husogea umbali sawa. Huu pia unajulikana kama mwendo wa mfasiri, kwani mwendo wa kitu hutokea katika mstari ulionyooka. Mwendo wa mstari unapimwa kwa kasi na mwelekeo. Umbali unaosafirishwa na kitu kwa kila kitengo cha wakati unaitwa kasi. Mfano: gari linalotembea au kitu kinachoanguka chini kwa sababu ya mvuto wa ardhi.

• Mwendo kwenye mstari wa moja kwa moja unaitwa mwendo wa rectilinear
• Mwendo kwenye njia iliyopinda unaitwa mwendo wa curvilinear

2. Mwendo wa kuzunguka ni mwendo wa kitu, katika njia ya mviringo kando ya uhakika uliowekwa kama kituo kilichowekwa na harakati iko kando ya mzunguko wa njia, kwa umbali wa kawaida kutoka katikati. Aina hii ya mwendo ni hatua ya mwanzo ya taratibu nyingi. Mfano: gurudumu linalozunguka.

3. Mwendo wa kurudiana ni mwendo wa kurudi na kurudi. Mfano: mwendo wa juu na chini wa yo-yo.

4. Mwendo unaozunguka ni mwendo unaorudiana na vipengele vya mwendo wa mzunguko kama vile kuzungusha. Kusonga kunaweza kuwa mwendo wa mara kwa mara ambao unajirudia katika mzunguko wa kawaida au vipindi sawa vya muda, kama vile kiti cha kutikisa au kuzunguka kwa pendulum katika saa. Pendulum ambayo hujipinda kutoka sehemu isiyobadilika ya kiambatisho na kufuatilia safu ni mfano wa kawaida wa mwendo unaozunguka. Kinyunyizio au feni inayozunguka hufanya vivyo hivyo, isipokuwa kwamba hizi huzunguka katika ndege ya mlalo badala ya ndege ya wima na zinaendeshwa na motors badala ya mvuto. Harakati ya kuzunguka iko karibu na sehemu ya usawa au thamani ya wastani.

Kuna vigezo vitatu vya oscillation:

• Amplitude ndio kiwango cha juu zaidi cha uhamishaji kutoka kwa sehemu ya usawa. Ikiwa pendulum inayumba sentimita moja kutoka sehemu ya usawa kabla ya kuanza safari yake ya kurudi, amplitude ya oscillation ni sentimita moja.
• Kipindi ni wakati inachukua kwa safari kamili ya kurudi na kitu, kurudi kwenye nafasi yake ya awali. Ikiwa pendulum inaanza kulia na inachukua pili kusafiri njia yote kwenda kushoto na sekunde nyingine kurudi kulia, kipindi chake ni sekunde mbili. Kipindi kawaida hupimwa kwa sekunde.
• Frequency ni idadi ya mizunguko kwa kila kitengo cha wakati. Frequency ni sawa na moja iliyogawanywa na kipindi. Masafa hupimwa kwa Hertz au mizunguko kwa sekunde.

Mara nyingi, vitu husogea kwa mwendo mgumu. Mwendo mgumu unaweza kugawanywa katika aina rahisi zaidi za mwendo. Mfano wa mwendo mgumu ni Frisbee anayeruka. Mwendo wa Frisbee una mwendo wa mstari na mwendo wa mzunguko.

Nguvu za msuguano na mvuto huathiri mwendo wa vitu - hupunguza mwendo.

Nguvu ya msuguano ambayo hupunguza mwendo wa mwili, na hatimaye kuacha kitu kinachosonga inaitwa msuguano wa kinetic. Kwa mfano, unaposukuma kisanduku kwenye sakafu, sehemu ya nishati ya msukumo wako husogeza kisanduku, na sehemu ya nishati hupotea kwa msuguano wa kinetic. Kadiri uso ulivyopunguka, ndivyo kitu kitakavyosonga zaidi. Hii hutokea kwa sababu nyuso laini zina nguvu kidogo ya msuguano. Msuguano huathiriwa na muundo wa uso na kitu kinachosonga.

Umbali na Uhamisho

Umbali kati ya terminus A na terminal B ni 150 km. Basi husafiri kutoka kituo A hadi kituo B. Umbali unaofikiwa na basi ni kilomita 150. Wakati wa kusafiri kwa njia hiyo hiyo, basi hurudi kutoka kituo B hadi kituo A. Hivyo jumla ya umbali unaofunikwa na basi wakati wa safari kutoka A hadi B na kisha kutoka B hadi A ni kilomita 150 + 150 km = 300 km.

Basi linalotembea kutoka A hadi B na tena kutoka B hadi A

• Umbali unaofunikwa na kitu kinachosonga ni urefu halisi wa njia inayofuatwa na kitu.
• Umbali ni wingi wa scalar. Kitengo cha SI cha umbali ni mita.
• Msimamo wa basi ulibadilika lilipohama kutoka kituo cha A hadi kituo B. Kuna uhamisho wa kilomita 150 kutoka A hadi B. Uhamisho wa safari ya kurudi pia ni kilomita 150.
• Uhamisho ni umbali mfupi zaidi unaofunikwa na kitu kinachosonga kutoka kwa uhakika (nafasi ya awali ya mwili) katika mwelekeo maalum.
• Lakini uhamishaji wakati basi linatoka A hadi B na kisha kutoka B hadi A ni sifuri. Kitengo cha SI cha uhamishaji ni mita.
• Uhamisho ni vekta yaani uhamishaji unatolewa na nambari yenye vitengo na mwelekeo sahihi.

Inertia ni nini?

Inertia inamaanisha kupinga mabadiliko yoyote katika mwendo. Vitu vyote vina hali. Kadiri wingi wa kitu unavyokuwa mkubwa, ndivyo inertia inavyozidi kuwa kubwa. Sheria ya Kwanza ya Mwendo ya Newton inasema kuwa vitu vinavyosogea vitaendelea kuelekea upande uleule na kwa kasi ile ile. Pia inasema kwamba vitu vilivyopumzika isipokuwa nguvu ya nje ikifanya kazi juu yao. Dereva wa gari anapofunga breki, gari hupungua. Watu waliokuwa kwenye gari, wataendelea na mwendo ule ule ambao gari lilikuwa likienda kwa sababu ya hali yao ya chinichini. Mkanda wa kiti hufanya kazi kama nguvu ya kuwaweka watu mahali. Mikanda ya kiti husaidia watu wasiumie gari linaposimama ghafla.

Mwendo Rahisi wa Harmonic

Mwendo rahisi wa harmonic (SHM) ni aina ya mwendo wa oscillatory. Mwendo rahisi wa harmonic una mambo matatu, kimsingi hufanya: Mwendo daima unarudi kwenye usawa, hufuata njia sawa na huzunguka karibu na usawa. Matokeo ya SHM wakati nguvu au torati ambayo ina mwelekeo wa kurejesha usawa inalingana moja kwa moja na uhamishaji kutoka kwa usawa inalingana moja kwa moja na uhamishaji kutoka kwa usawa.

Kasi ni umbali unaotumika kwa wakati fulani. Kasi = Umbali/Muda. Kitengo cha kasi cha SI ni m/s. Kasi ni kiasi cha scalar.

Kitu kinatembea kwa kasi sawa ikiwa kinachukua umbali sawa katika vipindi sawa vya wakati.

Ikiwa umbali unaofunikwa unatofautiana kulingana na wakati, kitu kinasemekana kuwa kinakwenda kwa kasi ya kutofautiana.

Kasi ya wastani na kasi ya papo hapo

Tunaposafiri kwa gari kasi ya gari hubadilika mara kwa mara, kulingana na hali iliyopo barabarani. Katika hali hiyo, kasi huhesabiwa kwa kuchukua uwiano wa umbali wa jumla uliosafirishwa na gari kwa muda wote uliochukuliwa kwa safari. Hii inaitwa kasi ya wastani.

Kasi ya papo hapo inaweza kuwa kasi ya papo hapo yoyote ndani ya muda huo, inayopimwa kwa kipima kasi cha wakati halisi.

Kasi

Kasi hufafanuliwa kama umbali unaofunikwa na kitu kinachosogea katika mwelekeo fulani katika muda wa kitengo au kasi katika mwelekeo fulani.

Kasi = (umbali uliosafirishwa katika mwelekeo maalum)/muda uliochukuliwa

Kasi pia inaweza kufafanuliwa kama kiwango cha mabadiliko ya uhamishaji.

Kasi ni wingi wa vekta.

Mwili unasemekana kuwa unasonga kwa kasi sawa ikiwa unachukua umbali sawa katika vipindi sawa vya wakati katika mwelekeo maalum.

Mwili unasemekana kuwa unasonga kwa kasi ya kubadilika iwapo utafichua umbali usio sawa katika vipindi sawa vya wakati na kinyume chake katika mwelekeo maalum au ukibadilisha mwelekeo wa mwendo.

Kuongeza kasi

Kuongeza kasi kunafafanuliwa kama kiwango cha mabadiliko ya kasi ya mwili unaosonga kulingana na wakati. Mabadiliko haya yanaweza kuwa mabadiliko ya kasi ya kitu au mwelekeo wake wa mwendo au zote mbili.

Kuongeza kasi = Kiwango cha mabadiliko ya kasi kulingana na wakati

Kitengo cha kuongeza kasi cha SI ni m/s ²

Kuongeza kasi ni wingi wa vekta.

Kuna aina tofauti za kuongeza kasi:

• Kuongeza kasi chanya - Ikiwa kasi ya kitu inaongezeka, basi kitu kinasemekana kuwa kinakwenda kwa kasi chanya. Kwa mfano, mpira unaozunguka chini ya ndege iliyoelekezwa.
• Uongezaji kasi mbaya - Ikiwa kasi ya kitu inapungua, basi kitu kinasemekana kusonga kwa kasi mbaya. Kuongeza kasi hasi pia kunajulikana kama kuchelewesha au kupunguza kasi. Mfano: mpira unaosonga juu ya ndege iliyoelekezwa.