Ορισμός της μη ομοιόμορφης γραμμικής κίνησης
Η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση είναι η κίνηση με σταθερή επιτάχυνση. Με άλλα λόγια, η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση = η κίνηση με τη μεγέθυνση της επιτάχυνσης είναι σταθερή και η κατεύθυνση της επιτάχυνσης είναι σταθερή. Η κατεύθυνση της επιτάχυνσης είναι σταθερή = η κατεύθυνση της ταχύτητας είναι σταθερή = η κατεύθυνση της μετατόπισης είναι σταθερή = η κατεύθυνση της κίνησης είναι σταθερή = το αντικείμενο κινείται ευθύγραμμα. Το μέγεθος της σταθερής επιτάχυνσης σημαίνει ότι το μέγεθος της ταχύτητας ή της ταχύτητας αυξάνεται τακτικά.
Πρώτο παράδειγμα:
Ένα αντικείμενο βρίσκεται αρχικά σε ηρεμία. Ένα δευτερόλεπτο αργότερα, το αντικείμενο κινείται με ταχύτητα 2 m/s. Δύο δευτερόλεπτα αργότερα, το αντικείμενο κινείται με ταχύτητα 4 m/s. Τρία δευτερόλεπτα αργότερα, το αντικείμενο κινείται με ταχύτητα 6 m/s. Τέσσερα δευτερόλεπτα αργότερα, το αντικείμενο κινείται με ταχύτητα 8 m/s. Και ούτω καθεξής...
Κάθε 1 δευτερόλεπτο, η ταχύτητα του αντικειμένου αυξάνεται κατά 2 m/s. Το αντικείμενο παρουσιάζει σταθερή επιτάχυνση 2 m/s ανά 1 δευτερόλεπτο ή 2 m/s ανά δευτερόλεπτο ή 2 m/ s2.
Το δεύτερο παράδειγμα:
Ένα αντικείμενο κινείται αρχικά με ταχύτητα 10 m/s. Ένα δευτερόλεπτο αργότερα.
Η ταχύτητα μειώνεται στα 9 m/s. Δύο δευτερόλεπτα αργότερα, η ταχύτητα μειώνεται στα 8 m/s. Τρία δευτερόλεπτα αργότερα, η ταχύτητα μειώνεται στα 7 m/s. Τέσσερα δευτερόλεπτα αργότερα, η ταχύτητα μειώνεται στα 6 m/s. Και ούτω καθεξής... Κάθε 1 δευτερόλεπτο, η ταχύτητα του αντικειμένου μειώνεται κατά 1 m/s. Το αντικείμενο έχει σταθερή επιβράδυνση 1 m/s ανά 1 δευτερόλεπτο ή 1 m/s ανά δευτερόλεπτο ή 1 m/ s².
Εξίσωση μη ομοιόμορφης γραμμικής κίνησης
Υπάρχουν τρεις τύποι εξισώσεων που χρησιμοποιούνται συχνά:
v t = v o + at
d = v o t + 1⁄2 στα 2
v t 2 = v o 2 + 2 ad
v o = αρχική ταχύτητα (μέτρο/δευτερόλεπτο), v t = τελική ταχύτητα (μέτρο/δευτερόλεπτο), a = επιτάχυνση (τετράγωνο μέτρο/δευτερόλεπτο), t = χρονικό διάστημα (δευτερόλεπτο), d = απόσταση (μέτρο).
Δείγμα προβλήματος 1:
Ένα σωματίδιο, αρχικά σε ηρεμία, στη συνέχεια παρουσιάζει σταθερή επιτάχυνση 2 m/s 2 για 10 δευτερόλεπτα. Υπολογίστε την τελική ταχύτητα του σωματιδίου.
Λύση:
Χωρίς εξίσωση:
Επιτάχυνση (a) = 2 m/s 2 σημαίνει ότι η ταχύτητα (v) αυξάνεται κατά 2 m/s κάθε 1 δευτερόλεπτο. Μετά από 2 δευτερόλεπτα, v = 4 m/s. Μετά από 10 δευτερόλεπτα, v = 20 m/s.
Χρησιμοποιώντας την εξίσωση:
Γνωστά: v o = 0 m/s (σωματίδιο σε ηρεμία), a = 2 m/s 2 , t = 10 s
Ζητείται: v t
v t = v o + at = 0 + (2)(10) = 20 m/s
Δείγμα προβλήματος 2:
Ένα αυτοκίνητο κινείται σε ευθύγραμμη τροχιά με ταχύτητα 60 km/h. Επειδή υπάρχει ένα εμπόδιο, ο οδηγός φρενάρει, επομένως το αυτοκίνητο έχει επιβράδυνση 10 m/s2. Ποια απόσταση εξακολουθεί να διανύει το αυτοκίνητο μέχρι να σταματήσει αφού φρενάρει;
Γνωστός:
v o = 60 km/h = 60 (1000 m)/3600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (το αυτοκίνητο σταματά)
2a = – 10 m/s
Ζητείται: απόσταση (ημέρα)
Λύση:
v t 2 = v o 2 + 2 ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) δ
0 = 289 – 20 ημέρες
289 = 20 ημέρες
d = 289 : 20 = 14.45 μέτρα
Δείγμα προβλήματος 3:
Το παρακάτω γράφημα είναι ένα μη ομοιόμορφο γραμμικό γράφημα κίνησης, το v αντιπροσωπεύει την ταχύτητα και το t δηλώνει τον χρόνο. Το μέγεθος της επιτάχυνσης των αντικειμένων με βάση το γράφημα είναι …
Δείγμα προβλήματος 4:
Η κίνηση ενός αυτοκινήτου παράγει ένα διάγραμμα ταχύτητας (v) ως προς τον χρόνο (t) όπως φαίνεται στο σχήμα στο πλάι. Εάν η περιοχή κάτω από το γράφημα (σκιασμένη περιοχή) είναι 48 m, τότε η επιτάχυνση του αυτοκινήτου είναι …
Σκιασμένη περιοχή = συνολική απόσταση = 48 μέτρα
v o = 8 m/s, v t = 16 m/s, t = 1 m/s
v t = v o + at
16 = 8 + α (1)
α = 16 – 8
α = 8 m/ s²
or
Εννοιολογικά ερωτήματα και απαντήσεις σχετικά με την μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση
- Τι είναι η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση;
Η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση αναφέρεται στην κίνηση ενός αντικειμένου κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής με μεταβαλλόμενη ταχύτητα ή ταχύτητα.
- Πώς αναπαρίσταται η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση σε ένα γράφημα απόστασης-χρόνου;
Η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση αναπαρίσταται με μια καμπύλη γραμμή σε ένα γράφημα απόστασης-χρόνου.
- Ποιος είναι ο ρόλος της επιτάχυνσης σε μια μη ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση;
Η επιτάχυνση είναι ένας βασικός παράγοντας στην ανομοιόμορφη γραμμική κίνηση. Είναι ο ρυθμός με τον οποίο η ταχύτητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.
- Πώς μπορεί κανείς να αναγνωρίσει μια μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση σε ένα γράφημα ταχύτητας-χρόνου;
Η μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση αναπαρίσταται από μια μη οριζόντια (αυξανόμενη ή φθίνουσα) γραμμή σε ένα γράφημα ταχύτητας-χρόνου, που υποδεικνύει ότι η ταχύτητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου.
- Ποια είναι η μονάδα επιτάχυνσης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI);
Η μονάδα μέτρησης της επιτάχυνσης στο σύστημα SI είναι τα μέτρα ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο (m/s²).
- Ποιος είναι ο τύπος για τη μετατόπιση σε μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση, δεδομένων αρχικής ταχύτητας, επιτάχυνσης και χρόνου;
Ο τύπος είναι s = ut + ½at², όπου s είναι η μετατόπιση, u είναι η αρχική ταχύτητα, a είναι η επιτάχυνση και t είναι ο χρόνος.
- Μπορεί η μετατόπιση 's' να είναι αρνητική σε μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση;
Ναι, η μετατόπιση 's' μπορεί να είναι αρνητική σε μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση. Αυτό θα υποδήλωνε κίνηση προς την αντίθετη κατεύθυνση από την επιλεγμένη θετική κατεύθυνση.
- Είναι δυνατόν ένα αντικείμενο που βρίσκεται σε μη ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση να σταματήσει;
Ναι, ένα αντικείμενο που κινείται ανομοιόμορφα μπορεί να σταματήσει αν η επιτάχυνσή του ενεργεί αντίθετα από την κατεύθυνση της κίνησης και μειώνει σημαντικά την ταχύτητά του στο μηδέν.
- Ποιος είναι ο τύπος για την τελική ταχύτητα σε μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση, δεδομένων αρχικής ταχύτητας, επιτάχυνσης και χρόνου;
Ο τύπος είναι v = u + at, όπου v είναι η τελική ταχύτητα, u είναι η αρχική ταχύτητα, a είναι η επιτάχυνση και t είναι ο χρόνος.
- Πώς εφαρμόζεται η έννοια του τινάσματος στην ανομοιόμορφη γραμμική κίνηση;
Το τίναγμα είναι ο ρυθμός μεταβολής της επιτάχυνσης. Σε μη ομοιόμορφη γραμμική κίνηση, εάν η επιτάχυνση δεν είναι σταθερή και αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, τότε υπάρχει τίναγμα.
