Definition af ikke-ensartet lineær bevægelse
Ikke-ensartet lineær bevægelse er bevægelse ved konstant acceleration. Med andre ord, ikke-ensartet lineær bevægelse = bevægelse med forstørrelsen af accelerationen er konstant, og accelerationens retning er konstant. Accelerationens retning er konstant = hastighedens retning er konstant = forskydningens retning er konstant = bevægelsesretningen er konstant = objektet bevæger sig i en lige linje. Størrelsen af den konstante acceleration betyder, at størrelsen af hastigheden eller hastigheden stiger regelmæssigt.
Første eksempel:
En genstand er i starten i ro. Et sekund senere bevæger genstanden sig med en hastighed på 2 m/s. To sekunder senere bevæger genstanden sig med en hastighed på 4 m/s. Tre sekunder senere bevæger genstanden sig med en hastighed på 6 m/s. Fire sekunder senere bevæger genstanden sig med en hastighed på 8 m/s. Og så videre...
Hvert sekund øges objektets hastighed med 2 m/s. Objektet oplever en konstant acceleration på 2 m/s pr. sekund eller 2 m/s pr. sekund eller 2 m/ s².
Det andet eksempel:
En genstand bevæger sig i starten med en hastighed på 10 m/s. Et sekund senere.
Hastigheden sænkes til 9 m/s. To sekunder senere sænkes hastigheden til 8 m/s. Tre sekunder senere sænkes hastigheden til 7 m/s. Fire sekunder senere sænkes hastigheden til 6 m/s. Og så videre ... Hvert sekund sænkes objektets hastighed med 1 m/s. Objektet har en konstant deceleration på 1 m/s pr. sekund eller 1 m/s pr. sekund eller 1 m/ s².
Ligning for ikke-ensartet lineær bevægelse
Der er tre ligningsformler, der ofte bruges:
v t = v o + ved
d = v o t + 1⁄2 ved 2
vt² = v² + 2 ad
v o = starthastighed (meter/sekund), v t = sluthastighed (meter/sekund), a = acceleration (meter/sekund i anden række), t = tidsinterval (sekund), d = afstand (meter).
Eksempel på problem 1:
En partikel, der oprindeligt er i hvile, oplever derefter en konstant acceleration på 2 m/s² i 10 sekunder. Beregn partiklens sluthastighed.
Opløsning:
Uden ligning:
Acceleration (a) = 2 m/s² betyder , at hastigheden (v) stiger med 2 m/s hvert sekund. Efter 2 sekunder er v = 4 m/s. Efter 10 sekunder er v = 20 m/s.
Brug af ligning:
Kendt: v o = 0 m/s (partikel i hvile), a = 2 m/s² , t = 10 s
Ønskes: v t
v t = v o + ved = 0 + (2)(10) = 20 m/s
Eksempel på problem 2:
En bil kører på en lige bane med en hastighed på 60 km/t. Fordi der er en forhindring, bremser føreren, så bilen har en deceleration på 10 m/s². Hvor langt tilbagelægger bilen, indtil den stopper efter opbremsningen?
kendt:
v o = 60 km/t = 60(1000 m)/3600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (bilen stopper)
2a = – 10 m/s
Ønsket: afstand (d)
Opløsning:
vt² = v² + 2 ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 dage
289 = 20 dage
d = 289 : 20 = 14.45 meter
Eksempel på problem 3:
Grafen nedenfor er en ikke-uniform lineær bevægelsesgraf, v repræsenterer hastighed, og t angiver tid. Størrelsen af objekters acceleration baseret på grafen er …
Eksempel på problem 4:
En bils bevægelse producerer et diagram over hastighed (v) vs. tid (t) som vist på figuren ved siden af. Hvis arealet under grafen (det skyggefulde område) er 48 m, så er bilens acceleration ...
Skyggelagt område = samlet afstand = 48 meter
v o = 8 m/s, v t = 16 m/s, t = 1 m/s
v t = v o + ved
16 = 8 + a (1)
a = 16 – 8
a = 8 m/ s²
or
Konceptuelle spørgsmål og svar om ikke-ensartet lineær bevægelse
- Hvad er ikke-uniform lineær bevægelse?
Ikke-ensartet lineær bevægelse refererer til bevægelsen af et objekt langs en lige linje med en skiftende hastighed eller fart.
- Hvordan repræsenteres ikke-uniform lineær bevægelse på en afstand-tid-graf?
Ikke-ensartet lineær bevægelse er repræsenteret af en buet linje på en afstand-tid-graf.
- Hvilken rolle spiller acceleration i ikke-uniform lineær bevægelse?
Acceleration er en nøglefaktor i ikke-ensartet lineær bevægelse. Det er den hastighed, hvormed hastigheden ændrer sig over tid.
- Hvordan kan man identificere ikke-uniform lineær bevægelse på en hastighed-tid-graf?
Ikke-ensartet lineær bevægelse er repræsenteret af en ikke-horisontal (stigende eller faldende) linje på en hastighed-tid-graf, hvilket indikerer, at hastigheden ændrer sig over tid.
- Hvad er accelerationsenheden i det internationale enhedssystem (SI)?
Accelerationsenheden i SI-systemet er meter per sekund i anden kvadrat (m/s²).
- Hvad er formlen for forskydning i ikke-ensartet lineær bevægelse, givet starthastighed, acceleration og tid?
Formlen er s = ut + ½at², hvor s er forskydning, u er starthastigheden, a er accelerationen, og t er tiden.
- Kan forskydningen 's' være negativ i ikke-ensartet lineær bevægelse?
Ja, forskydningen 's' kan være negativ i ikke-ensartet lineær bevægelse. Dette ville indikere bevægelse i den modsatte retning af den valgte positive retning.
- Er det muligt for et objekt i ikke-jævn lineær bevægelse at komme til standsning?
Ja, et objekt i ikke-ensartet lineær bevægelse kan stoppe, hvis dets acceleration virker modsat bevægelsesretningen og reducerer objektets hastighed betydeligt til nul.
- Hvad er formlen for sluthastigheden i en ikke-ensartet lineær bevægelse, givet starthastighed, acceleration og tid?
Formlen er v = u + at, hvor v er sluthastigheden, u er starthastigheden, a er accelerationen, og t er tiden.
- Hvordan anvender begrebet rykk sig på ikke-ensartet lineær bevægelse?
Ryk er ændringshastigheden i acceleration. I ikke-ensartet lineær bevægelse, hvis accelerationen ikke er konstant og ændrer sig over tid, så er der et ryk.
