Статия за величините на физиката в линейното движение
1. Времеви интервал
Когато даден обект се премества от едно място на друго, той се нуждае от определен интервал от време. Символът за време е t (време). Международната системна единица за време е секунда (s).
2. Разстояние и изместване
Разстоянието е дължината на пътя, изминат от даден обект. Разстоянието е скаларна величина, която не зависи от посоката. Символът за разстояние е d, а мерната единица в международната система е метър (m).
Преместването е промяна в позицията на обект. Преместването е векторна величина, така че преместването се състои от големината на преместването и посоката на преместването. Преместването зависи от посоката, така че може да бъде положително или отрицателно. Ако е изобразено в декартови координати, тогава според споразумението, ако посоката на преместване е по посока на положителната ос x и положителната ос y, тогава преместването е положително. И обратно, ако посоката на преместване е по посока на отрицателната ос x и отрицателната ос y, тогава преместването е отрицателно. Посоката на преместване също така обикновено се посочва на север, изток, юг, запад. Символът за преместване е d, а мерната единица в международната система е метър (m).
Примерна задача 1:
Ученик се премества на изток с 2 метра. Какво е разстоянието и големината на преместването на ученика?
a = начална позиция, b = крайна позиция.
Разстояние (d) = 2 м
Големината на изместване (d) = 2 м. Посока на изместване = изток
Примерна задача 2:
Ученик се придвижва на изток с 2 метра и след това на запад с 2 метра. Какво е разстоянието и големината на преместването на ученика?
a = начална позиция и крайна позиция
Разстояние (d) = 2 м + 2 м = 4 м
Големината на преместването (d) = 2 m – 2 m = 0. Крайно положение = начално положение, така че да няма преместване.
Примерна задача 3:
Ученик се придвижва на изток с 2 метра, а след това на запад с 1 метър. Какво е разстоянието и големината на преместването на ученика?
a = начална позиция, b = крайна позиция.
Разстояние (d) = 2 м + 1 м = 3 м
Големината на изместване (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Посока на изместване = изток
3. Скорост и ускорение
Скоростта е скаларна величина, докато скоростта е векторна величина. Скоростта се състои от големина на скоростта и посока на скоростта. Символът за скорост е v, а символът за скорост е v (velocity). Международната система от мерни единици за скорост е метри в секунда (m/s).
а. Средна скорост и средна скорост
Примерна задача 1:
Ученик се придвижва на изток на 2 метра за 1 секунда. Каква е средната скорост и големината на средната скорост на ученика?
Посоката на средната скорост = посоката на изместване = на изток
Примерна задача 2:
Ученик се придвижва на изток с 2 метра за 1 секунда и след това се придвижва на запад с 1 метър за 2 секунди. Каква е средната скорост и големината на средната скорост на ученика?
Посока на средната скорост = посока на изместване = на изток
б. Моментна скорост и моментна скорост
Моментна скорост = много малко разстояние, изминато за много кратък интервал от време. Големината на моментната скорост = много малко изминато преместване за много кратък интервал от време. Ако някога сте карали мотоциклет или кола, със сигурност сте виждали скоростомер. Когато карате мотоциклет, скоростта на мотоциклета се променя и се показва от скоростомера.
Във физиката моментната скорост често се съкращава като скорост. По подобен начин моментната скорост често се съкращава като скорост. Моля, обърнете внимание, че можем да заменим големината на скоростта със скорост. Това е така, защото големината на скоростта се счита за равна на скоростта. Големината на скоростта се счита за равна на скоростта, защото разстоянието и големината на преместването са еднакви, ако то е много малко. Въпреки че разстоянието и големината на преместването не винаги са еднакви (сравнете с дискусията за разстояние и преместване), ако разстоянието и големината на преместването са много малки, тогава те трябва да имат еднаква стойност.
4. Ускорение
Ускорението е векторна величина, така че има големина на ускорението и посока на ускорението. Символът за ускорение е a (ускорение). Единицата за ускорение в SI е метри за секунда на квадрат (m/s² ).
а. Средно ускорение
Примерна задача:
Кола започва да се движи на изток от състояние на покой, докато достигне скорост от 10 m/s за 5 секунди. Изчислете големината на средното ускорение!
Посоката на средното ускорение е на изток.
Средно скоростта на автомобила се увеличава с 2 m/s всяка секунда. Ако големината на ускорението на автомобила е постоянна, тогава скоростта на автомобила винаги се увеличава с 2 m/s всяка секунда. Ако големината на ускорението на автомобила не е постоянна, тогава скоростта на автомобила не винаги се увеличава с 2 m/s всяка секунда. Може би скоростта на автомобила се увеличава с 1 m/s в първата секунда, а след това с 3 m/s във втората. Но средно, при движение в продължение на 5 секунди, големината на скоростта на автомобила се увеличава с 2 m/s всяка секунда.
б. Моментално ускорение
Моменталното ускорение е промяна в скоростта за много кратък интервал от време. Моменталното ускорение често се нарича ускорение. Следователно, ако се казва ускорение, се има предвид моментално ускорение. Казва се, че един обект изпитва ускорение, ако скоростта му се промени. Скоростта е и векторна величина, която включва големината на скоростта и посоката на скоростта. Следователно има три условия, при които се казва, че движещ се обект ускорява. Първо, казва се, че един обект изпитва ускорение, ако големината на скоростта или скоростта се промени (посоката на скоростта е постоянна).
В първия пример, колата първоначално е в покой (v = 0). Една секунда по-късно скоростта ѝ се увеличава до 5 m/s. Скоростта на колата се увеличава, така че се казва, че колата ускорява. Във втория пример, колата първоначално се движи със скорост 5 m/s. След една секунда колата спира. Скоростта на колата намалява, защото се казва, че колата изпитва отрицателно ускорение или колата изпитва забавяне. Второ, се казва, че един обект изпитва ускорение, ако посоката на скоростта му се промени (големината на скоростта или скоростта е постоянна). Посока на скоростта = посока на преместване = посока на движение. Трето, се казва, че един обект изпитва ускорение, ако се променят както големината, така и посоката на скоростта му.
