Рівноприскорений прямолінійний рух. Прискорення. Швидкість рівно

Повторюємо кінематику

Кінематика (від. грецьк. «кінематос» – рух) – це розділ механіки, що вивчає рух тіл і при цьому не розглядає причин, якими цей рух викликаний.

Механічний рух – це зміна з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл.

Описуючи механічний рух тіла, ми зазвичай не розглядаємо рух окремих його точок, а звертаємося до механічної моделі тіла - матеріальної точки
Матеріальна точка – це фізична модель тіла, розмірами якого в умовах задачі можна знехтувати.

​КРИВОЛІНІЙНИЙ ПРЯМОЛІНІЙНИЙ

​Шлях – це фізична величина, яка дорівнює довжині траєкторії. (скалярна фізична величина) [ l ]=М

​Переміщення  – напрямлений відрізок прямої, який з’єднує початкове і кінцеве положення тіла. (векторна фізична величина)

​Переміщення показує, в якому напрямку та на яку відстань перемістилося тіло за певний інтервал часу

​Якщо тіло за будь-які рівні інтервали часу здійснює однакові переміщення, то такий рух називають рівномірним прямолінійним.

Швидкість   такого руху не змінюється ані за значенням, ані за напрямком.

​Проведемо дослід, для якого візьмемо довгий жолоб і кульку.
Піднявши один край жолоба, покладемо на нього кульку й відпустимо. Кулька почне скочуватися (рис.1). Бачимо: чим далі буде кулька від верхнього краю жолоба, тим ільшу відстань вона долатиме за 1с. Це означає, що швидкість руху кульки з часом збільшується.
Повторимо дослід, збільшивши кут нахилу жолоба( рис.2)- у цьому випадку швидкість руху кульки збільшуватиметься ще швидше. Кажуть, що кулька рухається з більшим прискоренням.

​Прискорення – це векторна фізична величина, яка характеризує швидкість зміни швидкості руху тіла й дорівнює відношенню зміни швидкості руху тіла до інтервалу часу, за який ця зміна відбулася.

  а– прискорення руху тіла;

V0 – початкова швидкість (швидкість руху тіла в момент початку відліку часу);

 V– швидкість руху тіла через інтервал часу t.

Одиниця прискорення в СІ – метр на секунду в квадраті:

​Формула, записана в проекціях на вісь координат (наприклад, на вісь OX):

Проблемне питання

• Збільшується чи зменшується швидкість руху тіла в даний момент часу? Наведіть приклади таких рухів.

Відповідь:

1, 3 – Якщо прискорення напрямлене в бік руху тіла , то швидкість руху тіла збільшується.

2 – Якщо прискорення напрямлене протилежно до руху тіла , то швидкість руху тіла зменшується.

4 – Якщо , то сили, які діють на тіло, скомпенсовані й тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває у стані спокою.

Дізнаємось, який рух називають рівноприскореним прямолінійним

Рівноприскорений прямолінійний рух – це рух, під час якого швидкість руху тіла за будь-які рівні інтервали часу змінюється однаково.

​ Рівноприскорений прямолінійний рух – це рух, під час якого тіло рухається прямолінійною траєкторією з незмінним прискоренням.
Під час такого руху прискорення тіла не зінюється з часом, тому графік залежності аx (t) являє собою відрізок прямої, паралельно осі часу.

Визначемо швидкість рівноприскореного прямолінійного рухуV

Якщо тіло рухається рівноприскорено, то швидкість його руху весь час змінюється. Тому далі, говорячи про швидкість руху тіла , матимемо на увазі його миттєву швидкість.


Миттєва швидкість – це швидкість руху тіла в даний момент часу, швидкість руху в даній точці траєкторії.
Формула, записана в проекціях на вісь OX (спрямуємо вздовж траєкторії руху тіла):

Визначте початкову швидкість і прискорення руху тіла, якщо рівняння проекції швидкості має вигляд: Vx=20-3t

V0x (початкова швидкість дорівнює 20 м/с, а її напрямок збігається з напрямком осі OX);

  аx (прискорення дорівнює 3 м/с², а знак « – » показує, що напрямок прискорення протилежний напрямку осі OX)

  v0x= -10+2t (початкова швидкість дорівнює 10 м/с, а знак « – » показує, що напрямок початкової швидкості протилежний напрямку осі OX
ax= 2 (прискорення дорівнює 2 м/с², а напрямок прискорення збігається з напрямком осі OX).x

Графіки залежності  для рівноприскореного прямолінійного руху.

 Тіло 1 весь час збільшує швидкість свого руху: 

Тіло 2 спочатку сповільнює свій рух:  
, потім зупиняється (точка розвороту), після чого набирає швидкість, рухаючись у протилежному напрямку, оскільки 

​  Автомобіль, що рухається зі швидкістю 90 км/год, зупиняється перед світлофором. Визначте час гальмування автомобіля, вважаючи його рух рівноприскореним прямолінійним із прискоренням 5 м/с².

Аналіз фізичної проблеми. Автомобіль зупиняється, тож його кінцева швидкість дорівнює нулю (v = 0), а напрямок вектора прискорення протилежний напрямку швидкості.

Виконаємо пояснювальний рисунок, на якому зазначимо вісь координат (її напрямок нехай збігається з напрямком руху), напрямок початкової швидкості та напрямок прискорення руху автомобіля.