Определение неравномерного линейного движения
Неравномерное прямолинейное движение — это движение с постоянным ускорением. Другими словами, неравномерное прямолинейное движение — это движение с постоянным увеличением ускорения и постоянным направлением ускорения. Постоянное направление ускорения = постоянное направление скорости = постоянное направление перемещения = постоянное направление движения = объект движется по прямой линии. Постоянное ускорение означает, что величина скорости регулярно увеличивается.
Первый пример:
Объект изначально находится в состоянии покоя. Через одну секунду объект начинает двигаться со скоростью 2 м/с. Через две секунды объект начинает двигаться со скоростью 4 м/с. Через три секунды объект начинает двигаться со скоростью 6 м/с. Через четыре секунды объект начинает двигаться со скоростью 8 м/с. И так далее...
Каждую секунду скорость объекта увеличивается на 2 м/с. Объект испытывает постоянное ускорение 2 м/с² в секунду, или 2 м/с² в секунду.
Второй пример:
Объект первоначально движется со скоростью 10 м/с. Через одну секунду...
Скорость уменьшается до 9 м/с. Через две секунды скорость уменьшается до 8 м/с. Через три секунды скорость уменьшается до 7 м/с. Через четыре секунды скорость уменьшается до 6 м/с. И так далее… Каждую секунду скорость объекта уменьшается на 1 м/с. Объект имеет постоянное замедление 1 м/с в секунду, или 1 м/с в секунду, или 1 м/ с².
Уравнение неравномерного линейного движения
Часто используются три формулы уравнения:
v t = v o + at
d = v o t + 1⁄2 at 2
v t 2 = v o 2 + 2 ad
v o = начальная скорость (метр/секунду), v t = конечная скорость (метр/секунду), a = ускорение (метр/секунду в квадрате), t = интервал времени (секунду), d = расстояние (метр).
Пример задачи 1:
Частица, первоначально находящаяся в состоянии покоя, затем испытывает постоянное ускорение 2 м/с² в течение 10 секунд. Вычислите конечную скорость частицы.
Решение:
Без уравнения:
Ускорение (a) = 2 м/с² означает , что скорость (v) увеличивается на 2 м/с каждую секунду. Через 2 секунды v = 4 м/с. Через 10 секунд v = 20 м/с.
Используя уравнение:
Известно: v o = 0 м/с (частица в состоянии покоя), a = 2 м/с² , t = 10 с
Требуется: v t
v t = v o + at = 0 + (2)(10) = 20 м/с
Пример задачи 2:
Автомобиль движется по прямой со скоростью 60 км/ч. Из-за препятствия водитель тормозит, поэтому замедление автомобиля составляет 10 м/с². Какое расстояние автомобиль проедет до полной остановки после торможения?
Известный:
v о = 60 км/ч = 60(1000 м)/3600 с = 17 м/с
v t = 0 м/с (машина останавливается)
2a = – 10 м/с
Требуется: расстояние (д)
Решение:
v t 2 = v o 2 + 2 ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 д
289 = 20 д
d = 289 : 20 = 14.45 метров
Пример задачи 3:
График ниже представляет собой график неравномерного линейного движения, где v обозначает скорость, а t — время. Величина ускорения объектов, рассчитанная на основе этого графика, равна…
Пример задачи 4:
Движение автомобиля создает график зависимости скорости (v) от времени (t), как показано на рисунке сбоку. Если площадь под графиком (заштрихованная область) составляет 48 м, то ускорение автомобиля равно…
Заштрихованная область = общее расстояние = 48 метров
v o = 8 м/с, v t = 16 м/с, t = 1 м/с
v t = v o + at
16 = 8 + a (1)
а = 16 – 8
а = 8 м/ с²
or
Концептуальные вопросы и ответы о неравномерном линейном движении
- Что такое неравномерное линейное движение?
Неравномерное прямолинейное движение — это движение объекта по прямой линии с изменяющейся скоростью.
- Как неравномерное линейное движение представляется на графике зависимости расстояния от времени?
Неравномерное линейное движение представляется на графике зависимости расстояния от времени кривой линией.
- Какова роль ускорения в неравномерном линейном движении?
Ускорение является ключевым фактором неравномерного линейного движения. Это скорость, с которой скорость изменяется со временем.
- Как можно определить неравномерное линейное движение на графике зависимости скорости от времени?
Неравномерное линейное движение представляется на графике зависимости скорости от времени не горизонтальной (возрастающей или убывающей) линией, указывающей на изменение скорости во времени.
- Какова единица измерения ускорения в Международной системе единиц (СИ)?
Единицей измерения ускорения в системе СИ являются метры в секунду в квадрате (м/с²).
- Какова формула для вычисления перемещения при неравномерном линейном движении, если известны начальная скорость, ускорение и время?
Формула выглядит следующим образом: s = ut + ½at², где s — перемещение, u — начальная скорость, a — ускорение, а t — время.
- Может ли смещение 's' быть отрицательным при неравномерном линейном движении?
Да, смещение 's' может быть отрицательным при неравномерном линейном движении. Это будет указывать на движение в направлении, противоположном выбранному положительному направлению.
- Возможно ли, чтобы объект, движущийся неравномерно по прямой, остановился?
Да, объект, движущийся неравномерно по прямой, может остановиться, если его ускорение действует в направлении, противоположном направлению движения, и значительно уменьшает скорость объекта до нуля.
- Какова формула для конечной скорости в неравномерном прямолинейном движении, если известны начальная скорость, ускорение и время?
Формула выглядит следующим образом: v = u + at, где v — конечная скорость, u — начальная скорость, a — ускорение, а t — время.
- Как понятие рывка применяется к неравномерному линейному движению?
Рывок — это скорость изменения ускорения. При неравномерном прямолинейном движении, если ускорение не постоянно и изменяется со временем, то присутствует рывок.
