Raksts par fizikālajiem lielumiem lineārajā kustībā
1. Laika intervāls
Kad objekts pārvietojas no vienas vietas uz citu, tam ir nepieciešams noteikts laika intervāls. Laika simbols ir t (laiks). Starptautiskā laika mērvienība ir sekunde (s).
2. Attālums un pārvietojums
Attālums ir objekta veiktā ceļa garums. Attālums ir skalārs lielums, kur lielums nav atkarīgs no virziena. Attāluma simbols ir d, un starptautiskās sistēmas mērvienība ir metrs (m).
Nobīde ir objekta pozīcijas izmaiņas. Nobīde ir vektorlielums, tāpēc pārvietojums sastāv no pārvietojuma lieluma un pārvietojuma virziena. Nobīde ir atkarīga no virziena, tāpēc tā var būt pozitīva vai negatīva. Ja tā ir attēlota Dekarta koordinātēs, tad saskaņā ar vienošanos, ja pārvietojuma virziens ir pozitīvās x ass un pozitīvās y ass virzienā, tad pārvietojums ir pozitīvs. Turpretī, ja pārvietojuma virziens ir negatīvās x ass un negatīvās y ass virzienā, tad pārvietojums ir negatīvs. Pārvietojuma virzienu parasti norāda arī ziemeļos, austrumos, dienvidos, rietumos. Pārvietojuma simbols ir d, un starptautiskās sistēmas mērvienība ir metrs (m).
1. parauga uzdevums:
Students pārvietojas austrumu virzienā līdz 2 metriem. Kāds ir studenta veiktais attālums un pārvietojuma lielums?
a = sākuma pozīcija, b = beigu pozīcija.
Attālums (d) = 2 m
Pārvietojuma lielums (d) = 2 m. Pārvietojuma virziens = austrumu virzienā.
2. parauga uzdevums:
Students pārvietojas austrumu virzienā līdz 2 metriem un pēc tam rietumu virzienā līdz 2 metriem. Kāds ir studenta pārvietojuma attālums un lielums?
a = sākuma pozīcija un gala pozīcija
Attālums (d) = 2 m + 2 m = 4 m
Nobīdes lielums (d) = 2 m – 2 m = 0. Gala pozīcija = sākuma pozīcija, lai nebūtu nobīdes.
3. parauga uzdevums:
Students pārvietojas austrumu virzienā līdz 2 metriem un pēc tam rietumu virzienā līdz 1 metram. Kāds ir studenta pārvietojuma attālums un lielums?
a = sākuma pozīcija, b = beigu pozīcija.
Attālums (d) = 2 m + 1 m = 3 m
Pārvietojuma lielums (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Pārvietojuma virziens = austrumi.
3. Ātrums un ātrums
Ātrums ir skalārs lielums, savukārt ātrums ir vektora lielums. Ātrums sastāv no ātruma lieluma un ātruma virziena. Ātruma simbols ir v, un ātruma simbols ir v (ātrums). Starptautiskā ātruma un ātruma sistēmas mērvienība ir metri sekundē (m/s).
a. Vidējais ātrums un vidējais ātrums
1. parauga uzdevums:
Students 1 sekundes laikā pārvietojas austrumu virzienā 2 metrus. Kāds ir studenta vidējais ātrums un vidējā ātruma lielums?
Vidējā ātruma virziens = pārvietojuma virziens = uz austrumiem
2. parauga uzdevums:
Skolēns pārvietojas austrumu virzienā līdz 2 metru attālumam 1 sekundi un pēc tam rietumu virzienā līdz 1 metra attālumam 2 sekundes. Kāds ir skolēna vidējais ātrums un vidējā ātruma lielums?
Vidējā ātruma virziens = pārvietojuma virziens = uz austrumiem
b. Momentānais ātrums un momentānais ātrums
Momentānais ātrums = ļoti mazs attālums, kas nobraukts ļoti īsā laika intervālā. Momentānā ātruma lielums = ļoti maza pārvietojums, kas nobraukts ļoti īsā laika intervālā. Ja kādreiz esat braucis ar motociklu vai automašīnu, noteikti esat redzējis spidometru. Braucot ar motociklu, motocikla ātrums mainās, un to rāda spidometrs.
Fizikā momentānais ātrums bieži tiek saīsināts kā ātrums. Tāpat momentānais ātrums bieži tiek saīsināts kā ātrums. Lūdzu, ņemiet vērā, ka ātruma lielumu varam aizstāt ar ātrumu. Tas ir tāpēc, ka ātruma lielums tiek uzskatīts par vienādu ar ātrumu. Ātruma lielums tiek uzskatīts par vienādu ar ātrumu, jo attālums un pārvietojuma lielums ir vienādi, ja tas ir ļoti mazs. Lai gan attālums un pārvietojuma lielums ne vienmēr ir vienādi (salīdziniet ar diskusiju par attālumu un pārvietojumu), bet, ja attālums un pārvietojuma lielums ir ļoti mazi, tad tiem jābūt vienādai vērtībai.
4. Paātrinājums
Paātrinājums ir vektora lielums, tāpēc pastāv paātrinājuma lielums un paātrinājuma virziens. Paātrinājuma simbols ir a (paātrinājums). Paātrinājuma SI mērvienība ir metri sekundē kvadrātā (m/s2 ).
a. Vidējais paātrinājums
Parauga problēma:
Automašīna sāk kustēties austrumu virzienā no miera stāvokļa, līdz tā 5 sekundes sasniedz ātrumu 10 m/s. Aprēķini vidējā paātrinājuma lielumu!
Vidējā paātrinājuma virziens ir uz austrumiem.
Vidēji automašīnas ātrums palielinās par 2 m/s katru sekundi. Ja automašīnas paātrinājuma lielums ir nemainīgs, tad automašīnas ātrums vienmēr palielinās par 2 m/s katru sekundi. Ja automašīnas paātrinājuma lielums nav nemainīgs, tad automašīnas ātrums ne vienmēr palielinās par 2 m/s katru sekundi. Automašīnas ātrums var palielināties par 1 m/s pirmajā sekundē, pēc tam par 3 m/s otrajā. Bet vidēji, pārvietojoties 5 sekundes, automašīnas ātruma lielums palielinās par 2 m/s katru sekundi.
b. Momentānais paātrinājums
Momentānais paātrinājums ir ātruma izmaiņas ļoti īsā laika intervālā. Momentānu paātrinājumu bieži sauc par paātrinājumu. Tāpēc, ja to sauc par paātrinājumu, tad ar to tiek domāts momentāns paātrinājums. Tiek uzskatīts, ka objekts piedzīvo paātrinājumu, ja mainās tā ātrums. Ātrums ir arī vektora lielums, kas ietver ātruma lielumu un ātruma virzienu. Tāpēc pastāv trīs nosacījumi, kādos kustīgs objekts tiek uzskatīts par paātrinājumu. Pirmkārt, tiek uzskatīts, ka objekts piedzīvo paātrinājumu, ja mainās ātruma lielums (ātruma virziens ir nemainīgs).
Pirmajā piemērā automašīna sākotnēji atrodas miera stāvoklī (v = 0). Pēc sekundes tās ātrums palielinās līdz 5 m/s. Automašīnas ātrums palielinās, tāpēc tiek uzskatīts, ka automašīna paātrinās. Otrajā piemērā automašīna sākotnēji pārvietojas ar ātrumu 5 m/s. Pēc sekundes automašīna apstājas. Automašīnas ātrums samazinās, jo tiek uzskatīts, ka automašīna piedzīvo negatīvu paātrinājumu vai arī automašīna piedzīvo palēninājumu. Otrkārt, tiek uzskatīts, ka objekts piedzīvo paātrinājumu, ja mainās tā ātruma virziens (ātruma lielums ir nemainīgs). Ātruma virziens = pārvietojuma virziens = kustības virziens. Treškārt, tiek uzskatīts, ka objekts piedzīvo paātrinājumu, ja mainās gan tā ātruma lielums, gan virziens.
