Definició de moviment lineal no uniforme
El moviment lineal no uniforme és el moviment a acceleració constant. En altres paraules, el moviment lineal no uniforme = moviment amb l'augment de l'acceleració constant i la direcció de l'acceleració constant. La direcció de l'acceleració és constant = la direcció de la velocitat és constant = la direcció del desplaçament és constant = la direcció del moviment és constant = l'objecte es mou en línia recta. La magnitud de l'acceleració constant significa que la magnitud de la velocitat augmenta regularment.
Primer exemple:
Un objecte està inicialment en repòs. Un segon més tard, l'objecte es mou a una velocitat de 2 m/s. Dos segons més tard, l'objecte es mou a una velocitat de 4 m/s. Tres segons més tard, l'objecte es mou a una velocitat de 6 m/s. Quatre segons més tard, l'objecte es mou a una velocitat de 8 m/s. I així successivament...
Cada segon, la velocitat de l'objecte augmenta en 2 m/s. L'objecte experimenta una acceleració constant de 2 m/s per segon o 2 m/s per segon o 2 m/ s².
El segon exemple:
Un objecte es mou inicialment a una velocitat de 10 m/s. Un segon més tard.
La velocitat disminueix a 9 m/s. Dos segons més tard, la velocitat disminueix a 8 m/s. Tres segons més tard, la velocitat disminueix a 7 m/s. Quatre segons més tard, la velocitat disminueix a 6 m/s. I així successivament... Cada segon, la velocitat de l'objecte disminueix en 1 m/s. L'objecte té una desacceleració constant d'1 m/s per segon o 1 m/s per segon o 1 m/ s².
Equació del moviment lineal no uniforme
Hi ha tres fórmules d'equació que s'utilitzen sovint:
v t = v o + at
d = v o t + 1⁄2 a 2
v t² = v o² + 2 ad
v o = velocitat inicial (metres/segon), v t = velocitat final (metres/segon), a = acceleració (metres/segon al quadrat), t = interval de temps (segons), d = distància (metres).
Problema de mostra 1:
Una partícula, inicialment en repòs, experimenta una acceleració constant de 2 m/s² durant 10 segons. Calcula la velocitat final de la partícula.
Solució:
Sense equació:
Acceleració (a) = 2 m/s² significa que la velocitat (v) augmenta en 2 m/s cada segon. Després de 2 segons, v = 4 m/s. Després de 10 segons, v = 20 m/s.
Utilitzant l'equació:
Conegut: v o = 0 m/s (partícula en repòs), a = 2 m/s 2 , t = 10 s
Es busca: v t
v t = v o + at = 0 + (2)(10) = 20 m/s
Problema de mostra 2:
Un cotxe es mou per una pista recta a una velocitat de 60 km/h. Com que hi ha un obstacle, el conductor frena, de manera que el cotxe té una desacceleració de 10 m/s2. Quina distància recorre el cotxe fins que s'atura després de frenar?
Conegut:
v o = 60 km/h = 60(1000 m)/3600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (el cotxe s'atura)
2a = – 10 m/s
Es busca: distància (d)
Solució:
v t² = v o² + 2 ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 dies
289 = 20 dies
d = 289 : 20 = 14.45 metres
Problema de mostra 3:
El gràfic següent és un gràfic de moviment lineal no uniforme, v representa la velocitat i t indica el temps. La magnitud de l'acceleració dels objectes segons el gràfic és...
Problema de mostra 4:
El moviment d'un cotxe produeix un gràfic de velocitat (v) vs temps (t) com es mostra a la figura del costat. Si l'àrea sota el gràfic (àrea ombrejada) és de 48 m, aleshores l'acceleració del cotxe és...
Àrea ombrejada = distància total = 48 metres
v o = 8 m/s, v t = 16 m/s, t = 1 m/s
v t = v o + at
16 = 8 + a (1)
a = 16 – 8
a = 8 m/ s²
or
Preguntes i respostes conceptuals sobre el moviment lineal no uniforme
- Què és el moviment lineal no uniforme?
El moviment lineal no uniforme es refereix al moviment d'un objecte al llarg d'una línia recta amb una velocitat o desplaçament canviant.
- Com es representa el moviment lineal no uniforme en un gràfic de distància-temps?
El moviment lineal no uniforme es representa mitjançant una línia corba en un gràfic de distància-temps.
- Quin paper juga l'acceleració en el moviment lineal no uniforme?
L'acceleració és un factor clau en el moviment lineal no uniforme. És la velocitat a la qual canvia la velocitat al llarg del temps.
- Com es pot identificar un moviment lineal no uniforme en un gràfic de velocitat-temps?
El moviment lineal no uniforme es representa mitjançant una línia no horitzontal (augmentant o decreixent) en un gràfic de velocitat-temps, cosa que indica que la velocitat canvia amb el temps.
- Quina és la unitat d'acceleració en el Sistema Internacional d'Unitats (SI)?
La unitat d'acceleració en el sistema SI són metres per segon al quadrat (m/s²).
- Quina és la fórmula del desplaçament en un moviment lineal no uniforme, donades la velocitat inicial, l'acceleració i el temps?
La fórmula és s = ut + ½at², on s és el desplaçament, u és la velocitat inicial, a és l'acceleració i t és el temps.
- Pot el desplaçament 's' ser negatiu en un moviment lineal no uniforme?
Sí, el desplaçament 's' pot ser negatiu en un moviment lineal no uniforme. Això indicaria un moviment en la direcció oposada a la direcció positiva escollida.
- És possible que un objecte en moviment lineal no uniforme s'aturi?
Sí, un objecte en moviment lineal no uniforme es pot aturar si la seva acceleració actua en direcció contrària a la direcció del moviment i disminueix considerablement la velocitat de l'objecte a zero.
- Quina és la fórmula de la velocitat final en un moviment lineal no uniforme, donades la velocitat inicial, l'acceleració i el temps?
La fórmula és v = u + at, on v és la velocitat final, u és la velocitat inicial, a és l'acceleració i t és el temps.
- Com s'aplica el concepte de jerk al moviment lineal no uniforme?
El jerk és la taxa de canvi de l'acceleració. En un moviment lineal no uniforme, si l'acceleració no és constant i canvia amb el temps, aleshores hi ha un jerk.
