Виды движения (равномерное, равноускоренное)

Лекция №4

Виды движения (равномерное, равноускоренное).

По форме траектории движение делится на криволинейное (траектория движения тела кривая линия) и прямолинейное (траектория движения тела прямая линия).

При движении тела по прямолинейной траектории модуль вектора перемещения всегда совпадает с пройденным путём. При движении тела по криволинейной траектории модуль вектора перемещения всегда меньше пройденного пути

Равномерное прямолинейное движение.

Прямолинейным равномерным движением называют движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения.

Скоростью равномерного прямолинейного движения называют величину, равную отношению перемещения тела к промежутку времени, в течении которого это перемещение произошло.

Обозначается v. Единица измерения в СИ – м/с.

Уравнение равномерного движения (перемещение тела при равномерном движении):

Уравнение координаты тела:

Обозначения:

х- координата движущегося тела

х0 - начальная координата движущегося тела

Vср -Средняя скорость равномерного прямолинейного движения

V — Скорость равномерного прямолинейного движения

S — Перемещение тела (расстояние, на которое передвинулось тело)

t — Промежуток времени перемещения (время)

α — Угол наклона графика к оси времени

Графическое представление равномерного прямолинейного движения

Механическое движение представляют графическим способом. Зависимость физических величин выражают при помощи функций. Обозначают:

(t) - изменение скорости со временем

S(t) - изменение перемещения (пути) со временем

a(t) - изменение ускорения со временем

Зависимость ускорения от времени. Так как при равномерном движении ускорение равно нулю, то зависимость a(t) - прямая линия, которая лежит на оси времени.

Зависимость скорости от времени. Так как тело движется прямолинейно и равномерно (V=const), т.е. скорость со временем не изменяется, то график с зависимостью скорости от времени v(t) - прямая линия, параллельная оси времени.

Проекция перемещения тела численно равна площади прямоугольника АОВС под графиком, так как величина вектора перемещения равна произведению вектора скорости на время, за которое было совершено перемещение.

Зависимость перемещения от времени. График s(t) - наклонная линия:

Из графика видно, что проекция скорости равна:

Рассмотрев эту формулу, мы можем сказать, чем больше угол, тем быстрей движется тело и оно проходит больший путь за меньшее время.

Правило определения скорости по графику s(t): Тангенс угла наклона графика к оси времени равен скорости движения.

Неравномерное прямолинейное движение.

Равномерное движение это движение с постоянной скоростью. Если скорость тела меняется, говорят, что оно движется неравномерно.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени совершает неодинаковые перемещения, называют неравномерным или переменным движением.

Для характеристики неравномерного движения вводится понятие средней скорости.

Средняя скорость движения равна отношению всего пути, пройденного материальной точкой к промежутку времени, за который этот путь пройден.

Мгновенной скоростью переменного движения называют скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.

Движение тела, при котором его скорость за любые равные промежутки времени изменяется одинаково, называют равноускоренным или равнопеременным движением.

Ускорение — это векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости, численно равная отношению изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло.

Если скорость изменяется одинаково в течение всего времени движения, то ускорение можно рассчитать по формуле:

Ускорение показывает, как быстро изменяетcя скорость тела. Если ускорение положительно, значит скорость тела увеличивается, движение ускоренное. Если ускорение отрицательно, значит скорость уменьшается, движение замедленное.

Единица измерения ускорения в СИ [м/с2].

Ускорение измеряют акселерометром

Уравнение скорости для равноускоренного движения:

Уравнение равноускоренного прямолинейного движения (перемещение при равноускоренном движении):

Имеется еще несколько формул для нахождения перемещения при равноускоренном движении:

Задача №1

На каком расстоянии от Земли оказался бы космический корабль через 30 мин после старта, если бы он все время двигался с ускорением 9,8 м/с2?

Задача №2

Тело движется прямолинейно равнозамедленно с начальной скоростью 10 м/с и ускорением 2 м/с2. Определите перемещение тела через 5 с после начала движения.

Задача №3

Чтобы оторваться от земли, самолет должен набрать скорость 180 м/с. На каком расстоянии от места старта на взлетной полосе самолет достигает этого значения скорости, если его ускорение постоянно и равно 2,5 м/с2?

Задача №4

Пассажирский поезд тормозит с ускорением 0,2 м/с2. На каком расстоянии от места включения тормоза скорость поезда станет равной 5 м/с, если перед торможением скорость была 54 км/ч?

Задача №5

Автобус движется со скоростью 36 км/ч. На каком расстоянии от остановки водитель должен начать тормозить, сообщая автобусу ускорение, не превышающее 1,2 м/с2?

Задача №6

Автомобиль движется прямолинейно с постоянным ускорением 2,0 м/с2, имея в данный момент скорость 10 м/с. Где он был 4,0 с назад?