Тік қозғалыс – мәселелер және оларды шешу жолдары
1. А добы 10 м/с жылдамдықпен тігінен жоғары лақтырылады . 1 секундтан кейін, сол қалыптан, В добы сол жолмен 25 м/с жылдамдықпен тігінен жоғары лақтырылады. В добы А добымен кездескенде қандай биіктікте болады?
Шешімі:
Тік қозғалыс есебін шешуде жоғары қарай бағытталған векторлық шамаға оң таңба, ал төмен қарай бағытталған векторлық шамаға теріс таңба беріледі.
Белгілі:
А шарының бастапқы жылдамдығы (v o ) = 10 м/с
A = x шарының уақыт аралығы (t)
B шарының бастапқы жылдамдығы (v o ) = 25 м/с
B = x – 1 шарының уақыт аралығы (t)
Ауырлық күшінің әсерінен болатын үдеу (g) = -10 м/с2 ( ауырлық күшінің бағыты төмен қарай бағытталғандықтан, минус таңбасы берілген)
Қажетті: В шарының А шарымен кездескен кездегі биіктігі (сағ)
h A = h B
v o t + ½ gt 2 = v o t + ½ gt 2
10x + ½ (-10) x 2 = 25 (x-1) + ½ (-10) (x-1) 2
10x – 5x 2 = 25 (x-1) – 5 (x-1) 2
10x – 5x 2 = 25x – 25 – 5 (x 2 -2x+1)
10x – 5x 2 = 25x – 25 – 5x 2 + 10x – 5
10x – 5x 2 – 25x + 25 + 5x 2 – 10x + 5 = 0
– 5x 2 + 5x 2 + 10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
10x – 25x – 10x + 25 + 5 = 0
– 25x + 25 + 5 = 0
– 25x + 30 = 0
– 25x = – 30
x = -30/-25
x = 1.2 секунд
А шары В шарымен соқтығысқанға дейінгі ауадағы уақыт аралығы = 1.2 секунд
В добы А добымен соқтығысқанға дейінгі ауадағы уақыт аралығы = 1.2 секунд – 1 секунд = 0.2 секунд.
А шары В шарымен соқтығысқан кездегі биіктігі:
h = v o t + ½ gt 2 = (10)(1.2) + 1/2 (-10)(1.2) 2 = 12 – 5(1.44) = 12 – 7.2 = 4.8 метр с
В шары А шарымен соқтығысқан кездегі биіктігі:
h = v o t + ½ gt 2 = (25)(0.2) + 1/2 (-10)(0.2) 2 = 5 – 5(0.04) = 5 – 0.2 = 4.8 метр с
1. Сұрақ: Тік қозғалыс дегеніміз не?
Жауап: Тік қозғалыс дегеніміз - дененің жоғары немесе төмен қарай, әдетте гравитациялық күшінің әсерінен қозғалысын білдіреді.
2. Сұрақ: Тік қозғалыста ауырлық күшінің (g) әсерінен болатын үдеу қалай маңызды?
Жауабы: Жер бетіне жақын орналасқан барлық нысандар тұрақты үдеуді, яғни үдеуін сезінеді , ол шамамен 9.81 м/с² төмен қарай.
3. Сұрақ: Тік қозғалыс кезінде заттың бастапқы жылдамдығы бола ала ма?
Жауап: Иә, нысандар тік қозғалысы басталған кезде бастапқы жоғары немесе төмен жылдамдыққа ие болуы мүмкін.
4. Сұрақ: Еркін құлайтын заттың жылдамдығы қалай өзгереді?
Жауабы: Жердің тартылыс күшіне байланысты еркін құлайтын заттың жылдамдығы секундына шамамен 9.81 м/с артады.
5. Сұрақ: Тік лақтырылған заттың көтерілу уақыты түсу уақытымен қалай байланысты?
Жауабы: Жоғары лақтырылып, артқа құлауға мүмкіндік берілген зат үшін көтерілу уақыты түсу уақытына тең.
6. Сұрақ: Заттың максималды биіктігіндегі жылдамдығы қандай?
Жауабы: Максималды биіктікте объектінің тік жылдамдығы төмен қарай қозғала бастағанға дейін нөлге тең болады.
8. Сұрақ: Ауа кедергісі тік қозғалысқа қалай әсер етеді?
Жауабы: Ауа кедергісі қозғалысқа кедергі келтіреді, құлайтын заттардың үдеуін және соңғы жылдамдығын төмендетеді.
9. Сұрақ: Терминалды жылдамдық дегеніміз не?
Жауабы: Соңғы жылдамдық - ауа кедергісі ауырлық күшіне тең болған кезде құлаған заттың жететін тұрақты максималды жылдамдығы.
10. Сұрақ: Жоғары қарай қозғалыс кезінде дененің үдеуінің теріс болуы мүмкін бе?
Жауап: Иә, дене гравитацияға қарсы жоғары қарай қозғалғанда, оның теріс үдеуі -g-ге тең болады.
12. Сұрақ: Неліктен жоғары лақтырылған нысандар үшін үдеу теріс?
Жауап: Ауырлық күшінен туындаған үдеу төмен қарай әрекет ететіндіктен, қарама-қарсы бағытта қозғалатын нысандар үшін ол теріс болып саналады.
14. Сұрақ: Еркін құлау дегеніміз не?
Жауабы: Еркін түсу - бұл дененің тек ауырлық күшінің әсерінен, оған басқа күштер әсер етпей қозғалысы.
15. Сұрақ: Заттың төмен лақтырылғандағы қозғалысы мен түсірілгендегі қозғалысы қалай ерекшеленеді?
Жауап: Екеуі де ауырлық күшіне байланысты үдеуді сезінеді. Дегенмен, төмен қарай лақтырылған заттың бастапқы жылдамдығы қосымша болады, бұл оның жерге құлаған затқа қарағанда тезірек жетуіне мүмкіндік береді.
16. Сұрақ: Нысанның соңғы жылдамдығына қандай факторлар әсер етеді?
Жауап: Факторларға заттың массасы, пішіні, бетінің ауданы және ол түсетін ортаның тығыздығы мен тұтқырлығы жатады.
17. Сұрақ: Тік қозғалыстағы дененің кинетикалық және потенциалдық энергиясы бар ма?
Жауап: Иә, объектінің кинетикалық энергиясы құлаған сайын артады, ал потенциалдық энергиясы төмендейді, ал көтерілген кезде керісінше.
18. Сұрақ: Тік қозғалыс кезінде заттың жылдамдығы неге өзгереді?
Жауап: Гравитациялық күш тұрақты үдеуді тудырады, бұл объектінің жылдамдығын соңғы жылдамдыққа жеткенше немесе бағытын өзгерткенше өзгертеді.
19. Сұрақ: Тік қозғалысты біркелкі үдемелі қозғалыс деп сипаттауға бола ма?
Жауап: Иә, ауа кедергісі болмаған кезде, ауырлық күшінің әсерінен тік қозғалыс үдеуімен біркелкі үдетіледі.
20. Сұрақ: Энергияның сақталу принципі тік қозғалысқа қалай қолданылады?
Жауабы: Ауа кедергісінен энергия шығыны болмаса, тік қозғалыс кезінде кинетикалық және потенциалдық энергиялардың қосындысы тұрақты болып қалады.
Тік қозғалысты түсіну классикалық механикада өте маңызды және спорт ғылымынан бастап инженерия мен қауіпсіздік ережелеріне дейінгі практикалық қолданыстарға ие.
