Enakomerno pospešeno gibanje. Naloge in formule

Najpomembnejša značilnost gibanja telesa je hitrost. Če poznamo to, kot tudi nekatere druge parametre, lahko vedno določimo čas gibanja, prevoženo razdaljo, začetno, končno hitrost in pospešek. Enako pospešeno gibanje je samo ena vrsta gibanja. Običajno se pojavlja v fizikalnih težavah iz kinematičnega odseka. Pri takšnih nalogah se telo vzame za materialne točke kar močno poenostavi vse izračune.

Hitrost Pospešek

Najprej bi rad opozoril bralca na dejstvo, da ti dve fizikalni količini nista skalarni, ampak vektorski. In to pomeni, da je pri reševanju neke vrste problemov potrebno paziti na to, kakšno pospešek ima telo v smislu znaka, in tudi, kaj je vektor hitrosti telesa. Na splošno so v trenutkih izključno matematičnega načrta taki trenutki izpuščeni, v fiziki pa je to precej pomembno, saj je lahko v kinematiki zaradi napačno podanega znaka odgovor napačen.

Primeri

Kot primer lahko vzamete enakomerno pospešeno in enako počasno gibanje. Enakomerno pospešeno gibanje je označeno, kot je dobro znano, s pospeškom telesa. Pospešek ostane konstanten, vendar se hitrost nenehno povečuje v vsaki posamezni točki časa. Z enako počasnim gibanjem ima pospešek negativno vrednost, hitrost telesa pa se stalno zmanjšuje. Ti dve vrsti pospeševanja sta osnova mnogih fizikalnih problemov in se pogosto pojavljata pri problemih prvega dela testov v fiziki.

Primer enakomerno pospešenega gibanja

Enako pospešeno gibanje se vsak dan srečamo povsod. Noben avto se ne premika enakomerno v resničnem življenju. Tudi če merilnik hitrosti pokaže natančno 6 kilometrov na uro, je treba razumeti, da to ni res. Prvič, če analiziramo to vprašanje s tehničnega vidika, bo prvi parameter, ki bo dal netočnost, naprava. Namesto tega je njegova napaka.

V vseh jih srečamo instrumentacijo. Ista vrstica. Vzemite približno deset kosov vsaj enako (na primer 15 centimetrov), čeprav so različni (15, 30, 45, 50 centimetrov). Pripnite jih drug na drugega in opazili boste, da obstajajo majhne netočnosti in da se njihove lestvice ne ujemajo povsem. To je napaka. V tem primeru bo enaka polovici cene delitve, kot pri drugih instrumentih, ki proizvajajo določene vrednosti.

Drugi dejavnik, ki bo dal netočnost, je obseg naprave. Merilnik hitrosti ne upošteva vrednosti, kot so pol kilometra, en kilometer in tako naprej. Opozorilo na napravi je dovolj težko oko. Skoraj nemogoče. Vendar pa je sprememba hitrosti. Naj na tako majhen znesek, vendar še vedno. Tako bo enakomerno pospešeno gibanje in ne enotno. Enako lahko rečemo o običajnem koraku. Gremo, recimo, hodimo in nekdo pravi: naša hitrost je 5 kilometrov na uro. Toda to ni povsem res in zakaj, je bilo rečeno, da je malo višje.

Pospešek telesa

Pospešek je lahko pozitiven in negativen. To je bilo omenjeno že prej. Dodamo, da je pospešek vektorska količina, ki je numerično enaka spremembi hitrosti v določenem časovnem obdobju. S formulo jo lahko označimo na naslednji način: a = dV / dt, kjer je dV sprememba hitrosti, dt časovni interval (sprememba v času).

Nianse

Takoj se lahko pojavi vprašanje, kako je lahko pospešek v tem primeru negativen. Tisti, ki postavljajo podobno vprašanje, ga motivirajo z dejstvom, da tudi hitrost ne more biti negativna, ne takrat. Pravzaprav čas ne more biti res negativen. Vendar se pogosto pozablja, da lahko hitrost prevzame negativne vrednosti. To je vektorska količina, ne pozabite nanj! Vsa stvar, verjetno v stereotipih in napačnem razmišljanju.

Torej, za reševanje problemov je dovolj, da razumemo eno stvar: pospešek bo pozitiven, če se telo pospeši. In bo negativno, če se telo upočasni. To je vse, dovolj preprosto. Najenostavnejše logično razmišljanje ali zmožnost vpogleda v vrstice bo dejansko že del rešitve fizičnega problema, povezanega s hitrostjo in pospeševanjem. Poseben primer je gravitacijski pospešek in ne more biti negativna.

Formule. Reševanje problemov

Razumeti je treba, da naloge, povezane s hitrostjo in pospeševanjem, niso le praktične, ampak tudi teoretične. Zato jih bomo analizirali in, če bo mogoče, bomo poskušali pojasniti, zakaj je ta ali ta odgovor pravilen ali, nasprotno, napačen.

Teoretični problem

Zelo pogosto se pri izpitih iz fizike v 9. in 11. razredu lahko srečamo s temi vprašanji: »Kako se bo telo obnašalo, če je vsota vseh sil, ki delujejo na njo, nič? Dejansko je lahko besedilo vprašanja zelo različno, vendar je odgovor še vedno enak. Prva stvar, ki jo je treba storiti, je zagon površinskih zgradb in običajnega logičnega razmišljanja.

Izbira študenta ima 4 odgovore. Prvič: "hitrost bo enaka nič". Drugi: "hitrost telesa se zmanjšuje v določenem časovnem obdobju". Tretjič: "hitrost telesa je konstantna, vendar ni ravno nič". Četrtič: »hitrost ima lahko kakršno koli vrednost, vendar bo v vsakem trenutku konstantna«.

Pravilen odgovor je seveda četrti. Zdaj pa poglejmo zakaj. Poskusimo razmisliti o vseh možnostih. Kot je znano, je vsota vseh sil, ki delujejo na telo, produkt mase in pospeška. Toda masa ostaja konstantna, zavržemo jo. To pomeni, da če je vsota vseh sil enaka nič, bo tudi pospešek nič.

Torej predpostavimo, da bo hitrost nič. Toda to ne more biti, saj imamo ničelno pospeševanje. Povsem fizično je to dovoljeno, vendar ne v tem primeru, saj zdaj govorimo o nečem drugem. Naj se hitrost telesa v določenem obdobju zmanjša. Toda kako se lahko zmanjša, če je pospešek konstanten in je nič? Ni razlogov in pogojev za zmanjšanje ali povečanje hitrosti. Zato zavračamo drugo možnost.

Recimo, da je hitrost telesa konstantna, vendar ni ravno nič. Dejansko bo konstantna zaradi dejstva, da pospešek preprosto ni. Vendar ne moremo z gotovostjo reči, da bo hitrost drugačna od nič. Toda četrta možnost - prav v jabolku. Hitrost je lahko katera koli, toda ker ni pospeševanja, bo čas konstanten.

Praktična naloga

Določite pot, po kateri je telo potovalo v določenem časovnem obdobju t1-t2 (t1 = 0 sekund, t2 = 2 sekundi), če so na voljo naslednji podatki. Začetna hitrost telesa v intervalu od 0 do 1 sekunde je 0 metrov na sekundo, končna hitrost je 2 metra na sekundo. Hitrost telesa v času 2 sekund je prav tako enaka 2 metrom na sekundo.

Reševanje podobnega problema je precej preprosto, morate samo ujeti njegovo bistvo. Torej, moraš najti način. No, začnimo z iskanjem po izbiri dveh področij. To je enostavno videti, da prvi del poti (od 0 do 1 sekunde) telo poteka enakomerno pospešeno, kar dokazuje povečanje njegove hitrosti. Potem bomo našli ta pospešek. Lahko se izrazi kot razlika hitrosti, deljena s časom gibanja. Pospešek bo (2-0) / 1 = 2 metra na sekundo na kvadrat.

V skladu s tem bo prevožena razdalja na prvi del poti S enaka: S = V0t + pri ^ 2/2 = 0 * 1 + 2 * 1 ^ 2/2 = 0 + 1 = 1 meter. V drugem delu poti v obdobju od 1 sekunde do 2 sekundi se telo premika enakomerno. Razdalja bo torej enaka V * t = 2 * 1 = 2 metra. Zdaj povzamemo razdalje, dobimo 3 metre. To je odgovor.