Članak o veličinama fizike u linearnom gibanju
1. Vremenski interval
Kada se objekt pomiče s jednog mjesta na drugo, potreban mu je određeni vremenski interval. Simbol vremena je t (vrijeme). Međunarodni sustav mjernih jedinica vremena je sekunda (s).
2. Udaljenost i pomak
Udaljenost je duljina puta koji prijeđe objekt. Udaljenost je skalarna veličina, gdje veličina ne ovisi o smjeru. Simbol za udaljenost je d, a međunarodna mjerna jedinica je metar (m).
Pomak je promjena položaja objekta. Pomak je vektorska veličina, pa se pomak sastoji od veličine pomaka i smjera pomaka. Pomak ovisi o smjeru tako da može biti pozitivan ili negativan. Ako se prikazuje u Kartezijevim koordinatama, tada je, prema dogovoru, ako je smjer pomaka u smjeru pozitivne x-osi i pozitivne y-osi, tada je pomak pozitivan. Naprotiv, ako je smjer pomaka u smjeru negativne x-osi i negativne y-osi, tada je pomak negativan. Smjer pomaka se također obično navodi u smjerovima sjever, istok, jug, zapad. Simbol pomaka je d, a međunarodna mjerna jedinica je metar (m).
Primjer problema 1:
Učenik se pomiče prema istoku za 2 metra. Kolika je udaljenost i veličina pomaka učenika?
a = početni položaj, b = krajnji položaj.
Udaljenost (d) = 2 m
Veličina pomaka (d) = 2 m. Smjer pomaka = istok
Primjer problema 2:
Učenik se pomiče prema istoku za 2 metra, a zatim se pomiče prema zapadu za 2 metra. Kolika je udaljenost i veličina pomaka učenika?
a = početni položaj i konačni položaj
Udaljenost (d) = 2 m + 2 m = 4 m
Veličina pomaka (d) = 2 m – 2 m = 0. Krajnji položaj = početni položaj tako da nema pomaka.
Primjer problema 3:
Učenik se pomiče prema istoku za 2 metra, a zatim se pomiče prema zapadu za 1 metar. Kolika je udaljenost i veličina pomaka učenika?
a = početni položaj, b = završni položaj.
Udaljenost (d) = 2 m + 1 m = 3 m
Veličina pomaka (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Smjer pomaka = istok
3. Brzina i brzina
Brzina je skalarna veličina, dok je brzina vektorska veličina. Brzina se sastoji od veličine brzine i smjera brzine. Simbol brzine je v, a simbol brzine je v (velocity). Međunarodni sustav jedinica za brzinu je metar u sekundi (m/s).
a. Prosječna brzina i prosječna brzina
Primjer problema 1:
Učenik se pomiče prema istoku za 2 metra za 1 sekundu. Kolika je prosječna brzina i veličina prosječne brzine učenika?
Smjer prosječne brzine = smjer pomaka = prema istoku
Primjer problema 2:
Učenik se pomiče prema istoku za 2 metra tijekom 1 sekunde, a zatim se pomiče prema zapadu za 1 metar tijekom 2 sekunde. Kolika je prosječna brzina i veličina prosječne brzine učenika?
Smjer prosječne brzine = smjer pomaka = prema istoku
b. Trenutna brzina i trenutna brzina
Trenutna brzina = vrlo mala prijeđena udaljenost tijekom vrlo kratkog vremenskog intervala. Veličina trenutne brzine = vrlo mali pomak prijeđen tijekom vrlo kratkog vremenskog intervala. Ako ste ikada vozili motocikl ili automobil, sigurno ste vidjeli brzinomjer. Prilikom vožnje motocikla, brzina motocikla se mijenja i pokazuje se brzinomjerom.
U fizici se trenutna brzina često skraćuje kao brzina. Slično tome, trenutna brzina često se skraćuje kao brzina. Imajte na umu da možemo zamijeniti veličinu brzine brzinom. To je zato što se veličina brzine smatra jednakom brzini. Veličina brzine smatra se jednakom brzini jer su udaljenost i veličina pomaka jednaki ako je vrlo mali. Iako udaljenost i veličina pomaka nisu uvijek jednaki (usporedite s raspravom o udaljenosti i pomaku), ako su udaljenost i veličina pomaka vrlo mali, tada moraju imati istu vrijednost.
4. Ubrzanje
Ubrzanje je vektorska veličina pa postoji veličina ubrzanja i smjer ubrzanja. Simbol ubrzanja je a (ubrzanje). SI jedinica za ubrzanje je metar u sekundi na kvadrat (m/s² ).
a. Prosječno ubrzanje
Primjer problema:
Automobil se kreće prema istoku iz mirovanja sve dok ne postigne brzinu od 10 m/s tijekom 5 sekundi. Izračunajte veličinu prosječnog ubrzanja!
Smjer prosječnog ubrzanja je prema istoku.
U prosjeku, brzina automobila se povećava za 2 m/s svake sekunde. Ako je veličina ubrzanja automobila konstantna, tada se brzina automobila uvijek povećava za 2 m/s svake sekunde. Ako veličina ubrzanja automobila nije konstantna, tada se brzina automobila ne povećava uvijek za 2 m/s svake sekunde. Neka se brzina automobila poveća za 1 m/s u prvoj sekundi, a zatim za 3 m/s u drugoj. Ali u prosjeku, kada se kreće 5 sekundi, veličina brzine automobila se povećava za 2 m/s svake sekunde.
b. Trenutno ubrzanje
Trenutno ubrzanje je promjena brzine tijekom vrlo kratkog vremenskog intervala. Trenutno ubrzanje često se naziva ubrzanjem. Stoga, ako se kaže da je ubrzanje, misli se na trenutno ubrzanje. Kaže se da objekt doživljava ubrzanje ako se njegova brzina mijenja. Brzina je također vektorska veličina, koja uključuje veličinu brzine i smjer brzine. Stoga postoje tri uvjeta u kojima se kaže da objekt u pokretu ubrzava. Prvo, kaže se da objekt doživljava ubrzanje ako se veličina brzine ili brzina mijenja (smjer brzine je konstantan).
U prvom primjeru, automobil je u početku u mirovanju (v = 0). Sekundu kasnije njegova brzina se povećava na 5 m/s. Brzina automobila se povećava pa se kaže da automobil ubrzava. U drugom primjeru, automobil se u početku kreće brzinom od 5 m/s. Jednu sekundu zatim se automobil zaustavlja. Brzina automobila se smanjuje jer se kaže da automobil doživljava negativno ubrzanje ili da automobil doživljava usporavanje. Drugo, kaže se da objekt doživljava ubrzanje ako se smjer njegove brzine mijenja (veličina brzine ili brzina je konstantna). Smjer brzine = smjer pomaka = smjer gibanja. Treće, kaže se da objekt doživljava ubrzanje ako se mijenjaju i veličina i smjer njegove brzine.
