Nevienmērīgas lineāras kustības definīcija
Nevienmērīga lineāra kustība ir kustība ar nemainīgu paātrinājumu. Citiem vārdiem sakot, nevienmērīga lineāra kustība = kustība ar paātrinājuma palielinājumu ir nemainīga, un paātrinājuma virziens ir nemainīgs. Paātrinājuma virziens ir nemainīgs = ātruma virziens ir nemainīgs = pārvietojuma virziens ir nemainīgs = kustības virziens ir nemainīgs = objekts pārvietojas taisnā līnijā. Pastāvīga paātrinājuma lielums nozīmē, ka ātruma lielums regulāri palielinās.
Pirmais piemērs:
Sākotnēji objekts atrodas miera stāvoklī. Pēc vienas sekundes tas sāk kustēties ar ātrumu 2 m/s. Pēc divām sekundēm tas sāk kustēties ar ātrumu 4 m/s. Pēc trim sekundēm tas sāk kustēties ar ātrumu 6 m/s. Pēc četrām sekundēm tas sāk kustēties ar ātrumu 8 m/s. Un tā tālāk...
Katru sekundi objekta ātrums palielinās par 2 m/s. Objekts piedzīvo pastāvīgu paātrinājumu 2 m/s sekundē jeb 2 m/s sekundē jeb 2 m/ s².
Otrais piemērs:
Objekts sākotnēji pārvietojas ar ātrumu 10 m/s. Vienu sekundi vēlāk.
Ātrums tiek samazināts līdz 9 m/s. Divas sekundes vēlāk ātrums samazinās līdz 8 m/s. Trīs sekundes vēlāk ātrums tiek samazināts līdz 7 m/s. Pēc četrām sekundēm ātrums tiek samazināts līdz 6 m/s. Un tā tālāk… Ik pēc 1 sekundes objekta ātrums samazinās par 1 m/s. Objektam ir nemainīgs palēninājums 1 m/s sekundē jeb 1 m/s sekundē jeb 1 m/ s².
Nevienmērīgas lineāras kustības vienādojums
Bieži tiek izmantotas trīs vienādojumu formulas:
v t = v o + pie
d = v o t + 1⁄2 pie 2
vt² = v0² + 2ad
v o = sākotnējais ātrums (metri/sekundē), v t = beigu ātrums (metri/sekundē), a = paātrinājums (metri/sekundes kvadrātā), t = laika intervāls (sekundē), d = attālums (metri).
1. parauga uzdevums:
Daļiņa, kas sākotnēji atrodas miera stāvoklī, pēc tam 10 sekundes piedzīvo nemainīgu paātrinājumu 2 m/s² . Aprēķiniet daļiņas beigu ātrumu.
Risinājums:
Bez vienādojuma:
Paātrinājums (a) = 2 m/s² nozīmē , ka ātrums (v) palielinās par 2 m/s ik pēc 1 sekundes. Pēc 2 sekundēm v = 4 m/s. Pēc 10 sekundēm v = 20 m/s.
Izmantojot vienādojumu:
Zināms: v0 = 0 m/s (daļiņa miera stāvoklī), a = 2 m/s2 , t = 10 s
Meklē: v t
v t = v o + pie = 0 + (2)(10) = 20 m/s
2. parauga uzdevums:
Automašīna pārvietojas pa taisnu sliežu ceļu ar ātrumu 60 km/h. Tā kā ir šķērslis, vadītājs bremzē, tāpēc automašīnas palēninājums ir 10 m/s2. Kādu attālumu automašīna joprojām nobrauc, līdz apstājas pēc bremzēšanas pabeigšanas?
Zināms:
v o = 60 km/h = 60 (1000 m)/3600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (automašīna apstājas)
2a = –10 m/s
Vēlamais attālums (d)
Risinājums:
vt² = v0² + 2ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 dienas
289 = 20 dienas
d = 289 : 20 = 14.45 metri
3. parauga uzdevums:
Zemāk redzamais grafiks ir nevienmērīgas lineāras kustības grafiks, kur v apzīmē ātrumu un t apzīmē laiku. Objektu paātrinājuma lielums, pamatojoties uz grafiku, ir …
4. parauga uzdevums:
Automašīnas kustība rada ātruma (v) un laika (t) diagrammu, kā parādīts attēlā sānos. Ja laukums zem grafika (ēnotais laukums) ir 48 m, tad automašīnas paātrinājums ir …
Iekrāsotā zona = kopējais attālums = 48 metri
v0 = 8 m/s, vt = 16 m/s, t = 1 m/ s
v t = v o + pie
16 = 8 + a(1)
a = 16–8
a = 8 m/ s²
or
Konceptuāli jautājumi un atbildes par nevienmērīgu lineāru kustību
- Kas ir nevienmērīga lineāra kustība?
Nevienmērīga lineāra kustība attiecas uz objekta kustību pa taisnu līniju ar mainīgu ātrumu vai ātrumu.
- Kā nevienmērīga lineāra kustība tiek attēlota attāluma-laika grafikā?
Nevienmērīgu lineāru kustību attāluma-laika grafikā attēlo izliekta līnija.
- Kāda loma paātrinājumam ir nevienmērīgā lineārā kustībā?
Paātrinājums ir galvenais faktors nevienmērīgā lineārā kustībā. Tas ir ātrums, ar kādu mainās ātrums laika gaitā.
- Kā ātruma-laika grafikā var identificēt nevienmērīgu lineāru kustību?
Nevienmērīgu lineāru kustību ātruma-laika grafikā attēlo nehorizontāla (pieaugoša vai samazinoša) līnija, kas norāda, ka ātrums mainās laika gaitā.
- Kāda ir paātrinājuma mērvienība Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI)?
Paātrinājuma mērvienība SI sistēmā ir metri sekundē kvadrātā (m/s²).
- Kāda ir formula pārvietojumam nevienmērīgā lineārā kustībā, ņemot vērā sākotnējo ātrumu, paātrinājumu un laiku?
Formula ir s = ut + ½at², kur s ir pārvietojums, u ir sākuma ātrums, a ir paātrinājums un t ir laiks.
- Vai nevienmērīgā lineārā kustībā pārvietojums 's' var būt negatīvs?
Jā, nevienmērīgā lineārā kustībā nobīde 's' var būt negatīva. Tas norādītu uz kustību pretējā virzienā izvēlētajam pozitīvajam virzienam.
- Vai objekts, kas pārvietojas nevienmērīgā lineārā kustībā, var apstāties?
Jā, objekts, kas atrodas nevienmērīgā lineārā kustībā, var apstāties, ja tā paātrinājums darbojas pretēji kustības virzienam un ievērojami samazina objekta ātrumu līdz nullei.
- Kāda ir formula galīgā ātruma aprēķināšanai nevienmērīgā lineārā kustībā, ņemot vērā sākotnējo ātrumu, paātrinājumu un laiku?
Formula ir v = u + at, kur v ir beigu ātrums, u ir sākuma ātrums, a ir paātrinājums un t ir laiks.
- Kā rāviena jēdziens attiecas uz nevienmērīgu lineāru kustību?
Grūdiens ir paātrinājuma izmaiņas ātrums. Nevienmērīgā lineārā kustībā, ja paātrinājums nav nemainīgs un mainās laika gaitā, tad ir gurdiens.
