Definiția mișcării liniare neuniforme
Mișcarea liniară neuniformă este mișcarea la accelerație constantă. Cu alte cuvinte, mișcarea liniară neuniformă = mișcare cu amplificarea accelerației constantă, iar direcția accelerației constantă. Direcția accelerației este constantă = direcția vitezei este constantă = direcția de deplasare este constantă = direcția mișcării este constantă = obiectul se mișcă în linie dreaptă. Magnitudinea accelerației constante înseamnă că magnitudinea vitezei crește regulat.
Primul exemplu:
Un obiect este inițial în repaus. O secundă mai târziu, obiectul se mișcă cu o viteză de 2 m/s. Două secunde mai târziu, obiectul se mișcă cu o viteză de 4 m/s. Trei secunde mai târziu, obiectul se mișcă cu o viteză de 6 m/s. Patru secunde mai târziu, obiectul se mișcă cu o viteză de 8 m/s. Și așa mai departe...
La fiecare secundă, viteza obiectului crește cu 2 m/s. Obiectul experimentează o accelerație constantă de 2 m/s pe secundă sau 2 m/s pe secundă sau 2 m/ s².
Al doilea exemplu:
Un obiect se mișcă inițial cu o viteză de 10 m/s. O secundă mai târziu.
Viteza scade la 9 m/s. Două secunde mai târziu, viteza scade la 8 m/s. Trei secunde mai târziu, viteza scade la 7 m/s. Patru secunde mai târziu, viteza scade la 6 m/s. Și așa mai departe… La fiecare secundă, viteza obiectului scade cu 1 m/s. Obiectul are o decelerație constantă de 1 m/s pe secundă sau 1 m/s pe secundă sau 1 m/ s².
Ecuația mișcării liniare neuniforme
Există trei formule de ecuație utilizate adesea:
v t = v o + la
d = v o t + 1⁄2 la 2
v t² = v o² + 2 ad
v o = viteza inițială (metri/secundă), v t = viteza finală (metri/secundă), a = accelerația (metri/secundă la pătrat), t = interval de timp (secunde), d = distanța (metri).
Problema exemplu 1:
O particulă, inițial în repaus, experimentează apoi o accelerație constantă de 2 m/s² timp de 10 secunde. Calculați viteza finală a particulei.
Soluţie:
Fără ecuație:
Accelerația (a) = 2 m/s² înseamnă că viteza (v) crește cu 2 m/s la fiecare secundă. După 2 secunde, v = 4 m/s. După 10 secunde, v = 20 m/s.
Folosind ecuația:
Cunoscut: v o = 0 m/s (particula în repaus), a = 2 m/s² , t = 10 s
Căutat: v t
v t = v o + at = 0 + (2)(10) = 20 m/s
Problema exemplu 2:
O mașină se deplasează pe o pistă dreaptă cu o viteză de 60 km/h. Deoarece există un obstacol, șoferul frânează, astfel încât mașina are o decelerație de 10 m/s². Ce distanță mai parcurge mașina până se oprește după frânarea efectuată?
Cunoscut:
v o = 60 km/h = 60(1000 m)/3600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (mașina se oprește)
2a = – 10 m/s
Distanța dorită (d)
Soluţie:
v t² = v o² + 2 ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 zile
289 = 20 zile
d = 289 : 20 = 14.45 metri
Problema exemplu 3:
Graficul de mai jos este un grafic al mișcării liniare neuniforme, v reprezintă viteza, iar t indică timpul. Magnitudinea accelerației obiectelor pe baza graficului este …
Problema exemplu 4:
Mișcarea unei mașini produce o diagramă a vitezei (v) în funcție de timp (t), așa cum se arată în figura din lateral. Dacă aria de sub grafic (zona umbrită) este de 48 m, atunci accelerația mașinii este...
Zona umbrită = distanța totală = 48 de metri
v o = 8 m/s, v t = 16 m/s, t = 1 m/s
v t = v o + la
16 = 8 + a (1)
a = 16 – 8
a = 8 m/ s²
or
Întrebări și răspunsuri conceptuale despre mișcarea liniară neuniformă
- Ce este mișcarea liniară neuniformă?
Mișcarea liniară neuniformă se referă la mișcarea unui obiect de-a lungul unei linii drepte cu o viteză sau o deplasare variabilă.
- Cum este reprezentată mișcarea liniară neuniformă pe un grafic distanță-timp?
Mișcarea liniară neuniformă este reprezentată printr-o linie curbă pe un grafic distanță-timp.
- Ce rol joacă accelerația în mișcarea liniară neuniformă?
Accelerația este un factor cheie în mișcarea liniară neuniformă. Este rata cu care viteza se modifică în timp.
- Cum se poate identifica mișcarea liniară neuniformă pe un grafic viteză-timp?
Mișcarea liniară neuniformă este reprezentată de o linie neorizontală (crescătoare sau descrescătoare) pe un grafic viteză-timp, indicând faptul că viteza se modifică în timp.
- Care este unitatea de măsură a accelerației în Sistemul Internațional de Unități (SI)?
Unitatea de măsură a accelerației în sistemul SI este metri pe secundă la pătrat (m/s²).
- Care este formula pentru deplasarea în mișcarea liniară neuniformă, având în vedere viteza inițială, accelerația și timpul?
Formula este s = ut + ½at², unde s este deplasarea, u este viteza inițială, a este accelerația și t este timpul.
- Poate fi deplasarea 's' negativă în mișcarea liniară neuniformă?
Da, deplasarea „s” poate fi negativă în mișcarea liniară neuniformă. Aceasta ar indica o mișcare în direcția opusă direcției pozitive alese.
- Este posibil ca un obiect aflat în mișcare liniară neuniformă să se oprească?
Da, un obiect aflat în mișcare liniară neuniformă se poate opri dacă accelerația sa acționează în sens opus direcției de mișcare și scade considerabil viteza obiectului la zero.
- Care este formula pentru viteza finală în mișcarea liniară neuniformă, având în vedere viteza inițială, accelerația și timpul?
Formula este v = u + at, unde v este viteza finală, u este viteza inițială, a este accelerația și t este timpul.
- Cum se aplică conceptul de smucitură la mișcarea liniară neuniformă?
Smucitura este rata de modificare a accelerației. În mișcarea liniară neuniformă, dacă accelerația nu este constantă și se modifică în timp, atunci este prezentă smucitura.
