Članek o fizikalnih količinah v linearnem gibanju
1. Časovni interval
Ko se predmet premakne z enega mesta na drugega, potrebuje določen časovni interval. Časovni simbol je t (čas). Mednarodna merska enota za čas je sekunda (s).
2. Razdalja in premik
Razdalja je dolžina poti, ki jo prehodi objekt. Razdalja je skalarna količina, ki ni odvisna od smeri. Simbol za razdaljo je d, mednarodna merska enota pa je meter (m).
Premik je sprememba položaja objekta. Premik je vektorska količina, zato je premik sestavljen iz velikosti premika in smeri premika. Premik je odvisen od smeri, tako da je lahko pozitiven ali negativen. Če je prikazan v kartezičnih koordinatah, potem je v skladu z dogovorom premik pozitiven, če je smer premika v smeri pozitivne osi x in pozitivne osi y. Nasprotno, če je smer premika v smeri negativne osi x in negativne osi y, potem je premik negativen. Smer premika se običajno navaja tudi v smeri sever, vzhod, jug, zahod. Simbol za premik je d, mednarodna merska enota pa je meter (m).
Vzorec problema 1:
Učenec se premakne proti vzhodu za 2 metra. Kolikšna je razdalja in velikost premika učenca?
a = začetni položaj, b = končni položaj.
Razdalja (d) = 2 m
Velikost premika (d) = 2 m. Smer premika = vzhod
Vzorec problema 2:
Učenec se premakne proti vzhodu za 2 metra in nato proti zahodu za 2 metra. Kolikšna je razdalja in velikost premika učenca?
a = začetni in končni položaj
Razdalja (d) = 2 m + 2 m = 4 m
Velikost premika (d) = 2 m – 2 m = 0. Končni položaj = začetni položaj, tako da ni premika.
Vzorec problema 3:
Učenec se premakne proti vzhodu za 2 metra in nato proti zahodu za 1 meter. Kolikšna je razdalja in velikost premika učenca?
a = začetni položaj, b = končni položaj.
Razdalja (d) = 2 m + 1 m = 3 m
Velikost premika (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Smer premika = vzhod
3. Hitrost in hitrost
Hitrost je skalarna količina, medtem ko je hitrost vektorska količina. Hitrost je sestavljena iz velikosti hitrosti in smeri hitrosti. Simbol za hitrost je v, simbol za hitrost pa je v (hitrost). Mednarodni sistem merskih enot za hitrost je meter na sekundo (m/s).
a. Povprečna hitrost in povprečna hitrost
Vzorec problema 1:
Učenec se za 1 sekundo premakne proti vzhodu za 2 metra. Kakšna je povprečna hitrost in velikost povprečne hitrosti učenca?
Smer povprečne hitrosti = smer premika = proti vzhodu
Vzorec problema 2:
Učenec se za 1 sekundo premakne proti vzhodu za 2 metra, nato pa se za 2 sekundi premakne proti zahodu za 1 meter. Kakšna je povprečna hitrost in velikost povprečne hitrosti učenca?
Smer povprečne hitrosti = smer premika = proti vzhodu
b. Trenutna hitrost in trenutna hitrost
Trenutna hitrost = zelo majhna prevožena razdalja v zelo kratkem časovnem intervalu. Velikost trenutne hitrosti = zelo majhen prevožen premik v zelo kratkem časovnem intervalu. Če ste se kdaj vozili z motorjem ali avtomobilom, ste zagotovo videli merilnik hitrosti. Med vožnjo z motorjem se hitrost motorja spreminja in jo prikazuje merilnik hitrosti.
V fiziki se trenutna hitrost pogosto okrajša kot hitrost. Prav tako se trenutna hitrost pogosto okrajša kot hitrost. Upoštevajte, da lahko velikost hitrosti nadomestimo s hitrostjo. To je zato, ker se velikost hitrosti šteje za enako hitrosti. Velikost hitrosti se šteje za enako hitrosti, ker sta razdalja in velikost premika enaki, če je ta zelo majhen. Čeprav razdalja in velikost premika nista vedno enaki (primerjajte z razpravo o razdalji in premiku), če pa sta razdalja in velikost premika zelo majhni, morata imeti enako vrednost.
4. Pospešek
Pospešek je vektorska količina, zato obstaja velikost pospeška in smer pospeška. Simbol za pospešek je a (pospešek). Enota SI za pospešek je meter na sekundo na kvadrat (m/s2).
a. Povprečni pospešek
Vzorec problema:
Avto se začne premikati iz mirovanja proti vzhodu, dokler ne doseže hitrosti 10 m/s za 5 sekund. Izračunajte velikost povprečnega pospeška!
Smer povprečnega pospeška je proti vzhodu.
V povprečju se hitrost avtomobila poveča za 2 m/s vsako sekundo. Če je velikost pospeška avtomobila konstantna, se hitrost avtomobila vedno poveča za 2 m/s vsako sekundo. Če velikost pospeška avtomobila ni konstantna, se hitrost avtomobila ne poveča vedno za 2 m/s vsako sekundo. Hitrost avtomobila se lahko v prvi sekundi poveča za 1 m/s, nato pa v drugi sekundi za 3 m/s. Toda v povprečju se pri 5 sekundah vožnje velikost hitrosti avtomobila poveča za 2 m/s vsako sekundo.
b. Trenutni pospešek
Trenutni pospešek je sprememba hitrosti v zelo kratkem časovnem intervalu. Trenutni pospešek se pogosto imenuje pospešek. Če torej rečemo, da gre za pospešek, mislimo na trenutni pospešek. Predmet naj bi pospeševal, če se njegova hitrost spremeni. Hitrost je tudi vektorska količina, ki vključuje velikost hitrosti in smer hitrosti. Zato obstajajo trije pogoji, v katerih naj bi gibajoči se predmet pospeševal. Prvič, predmet naj bi pospeševal, če se velikost hitrosti ali hitrost spremeni (smer hitrosti je konstantna).
V prvem primeru avtomobil sprva miruje (v = 0). Sekundo kasneje se njegova hitrost poveča na 5 m/s. Hitrost avtomobila se poveča, zato pravimo, da avtomobil pospešuje. V drugem primeru se avtomobil sprva premika s hitrostjo 5 m/s. Eno sekundo nato se avtomobil ustavi. Hitrost avtomobila se zmanjša, ker pravimo, da avtomobil doživlja negativni pospešek ali pa pojemek hitrosti. Drugič, pravimo, da predmet pospešuje, če se spremeni smer njegove hitrosti (velikost hitrosti ali hitrost je konstantna). Smer hitrosti = smer premika = smer gibanja. Tretjič, pravimo, da predmet pospešuje, če se spremenita tako velikost kot smer njegove hitrosti.
