Definícia nerovnomerného lineárneho pohybu
Nerovnomerný lineárny pohyb je pohyb s konštantným zrýchlením. Inými slovami, nerovnomerný lineárny pohyb = pohyb so zväčšením zrýchlenia je konštantný a smer zrýchlenia je konštantný. Smer zrýchlenia je konštantný = smer rýchlosti je konštantný = smer posunutia je konštantný = smer pohybu je konštantný = objekt sa pohybuje priamočiaro. Veľkosť konštantného zrýchlenia znamená, že veľkosť rýchlosti sa pravidelne zvyšuje.
Prvý príklad:
Objekt je spočiatku v pokoji. O sekundu neskôr sa objekt pohybuje rýchlosťou 2 m/s. O dve sekundy neskôr sa objekt pohybuje rýchlosťou 4 m/s. O tri sekundy neskôr sa objekt pohybuje rýchlosťou 6 m/s. O štyri sekundy neskôr sa objekt pohybuje rýchlosťou 8 m/s. A tak ďalej...
Každú 1 sekundu sa rýchlosť objektu zvýši o 2 m/s. Objekt zažíva konštantné zrýchlenie 2 m/s za 1 sekundu alebo 2 m/s za sekundu alebo 2 m/ s².
Druhý príklad:
Objekt sa spočiatku pohybuje rýchlosťou 10 m/s. O sekundu neskôr.
Rýchlosť sa zníži na 9 m/s. O dve sekundy neskôr sa rýchlosť zníži na 8 m/s. O tri sekundy neskôr sa rýchlosť zníži na 7 m/s. O štyri sekundy neskôr sa rýchlosť zníži na 6 m/s. A tak ďalej… Každú 1 sekundu sa rýchlosť objektu zníži o 1 m/s. Objekt má konštantné spomalenie 1 m/s za 1 sekundu alebo 1 m/s za sekundu alebo 1 m/ s².
Rovnica nerovnomerného lineárneho pohybu
Často sa používajú tri rovnice:
v t = v o + pri
d = v o t + 1⁄2 v bode 2
vt2 = vo2 + 2ad
v o = počiatočná rýchlosť (meter/sekunda), v t = konečná rýchlosť (meter/sekunda), a = zrýchlenie (meter/sekunda druhá mocnina), t = časový interval (sekunda), d = vzdialenosť (meter).
Ukážka úlohy 1:
Častica, ktorá je spočiatku v pokoji, potom počas 10 sekúnd zažíva konštantné zrýchlenie 2 m/s² . Vypočítajte konečnú rýchlosť častice.
Riešenie:
Bez rovnice:
Zrýchlenie (a) = 2 m/s2 znamená , že rýchlosť (v) sa zvyšuje o 2 m/s každú 1 sekundu. Po 2 sekundách je v = 4 m/s. Po 10 sekundách je v = 20 m/s.
Použitie rovnice:
Známe: v o = 0 m/s (častica v pokoji), a = 2 m/s² , t = 10 s
Hľadá sa: v t
v t = v o + pri = 0 + (2)(10) = 20 m/s
Ukážka úlohy 2:
Auto sa pohybuje po priamej trati rýchlosťou 60 km/h. Vodič brzdí, pretože na trati je prekážka, takže auto má spomalenie 10 m/s2. Akú vzdialenosť auto ešte prejde, kým sa nezastaví po ukončení brzdenia?
Známe:
v o = 60 km/h = 60 (1 000 m)/3 600 s = 17 m/s
v t = 0 m/s (auto zastaví)
2a = – 10 m/s
Hľadaná: vzdialenosť (d)
Riešenie:
vt2 = vo2 + 2ad
(0) 2 = (17) 2 + 2(-10) d
0 = 289 – 20 dní
289 = 20 dní
d = 289 : 20 = 14.45 metra
Ukážka úlohy 3:
Graf nižšie znázorňuje nerovnomerný lineárny pohyb, v predstavuje rýchlosť a t udáva čas. Veľkosť zrýchlenia objektov na základe grafu je …
Ukážka úlohy 4:
Pohyb auta vytvára graf závislosti rýchlosti (v) od času (t), ako je znázornené na obrázku na boku. Ak je plocha pod grafom (tieňovaná oblasť) 48 m, potom je zrýchlenie auta…
Zatienená oblasť = celková vzdialenosť = 48 metrov
v o = 8 m/s, v t = 16 m/s, t = 1 m/s
v t = v o + pri
16 = 8 + a (1)
a = 16 – 8
a = 8 m/ s²
or
Koncepčné otázky a odpovede o nerovnomernom lineárnom pohybe
- Čo je to nerovnomerný lineárny pohyb?
Nerovnomerný lineárny pohyb sa vzťahuje na pohyb objektu pozdĺž priamky so meniacou sa rýchlosťou.
- Ako sa znázorňuje nerovnomerný lineárny pohyb na grafe závislosti vzdialenosti od času?
Nerovnomerný lineárny pohyb je na grafe závislosti vzdialenosti od času znázornený zakrivenou čiarou.
- Akú úlohu hrá zrýchlenie pri nerovnomernom lineárnom pohybe?
Zrýchlenie je kľúčovým faktorom nerovnomerného lineárneho pohybu. Je to rýchlosť, akou sa rýchlosť mení v priebehu času.
- Ako možno identifikovať nerovnomerný lineárny pohyb na grafe rýchlosti a času?
Nerovnomerný lineárny pohyb je na grafe rýchlosti a času znázornený nehorizontálnou (rastúcou alebo klesajúcou) čiarou, čo naznačuje, že rýchlosť sa v priebehu času mení.
- Aká je jednotka zrýchlenia v Medzinárodnej sústave jednotiek (SI)?
Jednotkou zrýchlenia v sústave SI sú metri za sekundu na druhú (m/s²).
- Aký je vzorec pre posunutie pri nerovnomernom lineárnom pohybe, ak je daná počiatočná rýchlosť, zrýchlenie a čas?
Vzorec je s = ut + ½at², kde s je posunutie, u je počiatočná rýchlosť, a je zrýchlenie a t je čas.
- Môže byť posunutie „s“ záporné pri nerovnomernom lineárnom pohybe?
Áno, posunutie „s“ môže byť pri nerovnomernom lineárnom pohybe záporné. To by naznačovalo pohyb v opačnom smere, ako je zvolený kladný smer.
- Je možné, aby sa objekt v nerovnomernom lineárnom pohybe zastavil?
Áno, objekt v nerovnomernom lineárnom pohybe sa môže zastaviť, ak jeho zrýchlenie pôsobí opačne ako smer pohybu a výrazne zníži rýchlosť objektu na nulu.
- Aký je vzorec pre konečnú rýchlosť pri nerovnomernom lineárnom pohybe, ak je daná počiatočná rýchlosť, zrýchlenie a čas?
Vzorec je v = u + at, kde v je konečná rýchlosť, u je počiatočná rýchlosť, a je zrýchlenie a t je čas.
- Ako sa koncept trhnutia vzťahuje na nerovnomerný lineárny pohyb?
Trhnutie je rýchlosť zmeny zrýchlenia. Pri nerovnomernom lineárnom pohybe, ak zrýchlenie nie je konštantné a mení sa v čase, potom ide o trhnutie.
