Konsepter om jevn og ujevn bevegelse. Bevegelsesligninger og grafer x(t), vx(t), s(t) for jevn rettlinjet bevegelse

Tror du at du beveger deg eller ikke når du leser denne teksten? Nesten hver av dere vil umiddelbart svare: nei, jeg flytter ikke. Og han vil ta feil. Noen vil kanskje si: flytte. Og de vil også ta feil. For i fysikk er noen ting ikke helt som de ser ut ved første øyekast.

For eksempel er begrepet mekanisk bevegelse i fysikk alltid avhengig av et referansepunkt (eller kropp). Dermed beveger en person som flyr på et fly seg i forhold til sine slektninger som blir hjemme, men er i ro i forhold til vennen som sitter ved siden av ham. Så kjedelige slektninger eller en venn som sover på en skulder er, i dette tilfellet, referanseorganer for å avgjøre om vår nevnte person beveger seg eller ikke.

Definisjon av mekanisk bevegelse

I fysikk er definisjonen av mekanisk bevegelse studert i syvende klasse som følger: en endring i posisjonen til en kropp i forhold til andre kropper over tid kalles mekanisk bevegelse. Eksempler på mekanisk bevegelse i hverdagen inkluderer bevegelse av biler, mennesker og skip. Kometer og katter. Luftbobler i en kokende vannkoker og lærebøker i en tung skolegutts ryggsekk. Og hver gang en uttalelse om bevegelsen eller hvilen til en av disse objektene (kroppene) vil være meningsløs uten å angi referansekroppen. Derfor, i livet, oftest, når vi snakker om bevegelse, mener vi bevegelse i forhold til jorden eller statiske objekter - hus, veier og så videre.

Mekanisk bevegelsesbane

Det er også umulig å ikke nevne en slik egenskap ved mekanisk bevegelse som bane. En bane er en linje som kroppen beveger seg langs. For eksempel er støvelavtrykk i snøen, fotavtrykket til et fly på himmelen, og sporet av en tåre på kinnet alle baner. De kan være rette, buede eller ødelagte. Men lengden på banen, eller summen av lengdene, er banen som kroppen tilbakelegger. Banen er angitt med bokstaven s. Og det måles i meter, centimeter og kilometer, eller i tommer, yards og fot, avhengig av hvilke måleenheter som er akseptert her til lands.

Typer av mekanisk bevegelse: jevn og ujevn bevegelse

Hva er typene mekaniske bevegelser? For eksempel, når han kjører bil, beveger sjåføren seg med ulik hastighet når han kjører rundt i byen og med nesten samme hastighet når han kjører på motorveien utenfor byen. Det vil si at den beveger seg enten ujevnt eller jevnt. Så bevegelsen, avhengig av avstanden tilbakelagt i like perioder, kalles uniform eller ujevn.

Eksempler på jevn og ujevn bevegelse

Det er svært få eksempler på ensartet bevegelse i naturen. Jorden beveger seg nesten jevnt rundt solen, regndråper drypper, bobler flyter i brusen. Selv en kule avfyrt fra en pistol beveger seg rett og jevnt bare ved første øyekast. På grunn av friksjon med luften og jordens tyngdekraft blir flyten gradvis langsommere og banen avtar. I verdensrommet kan en kule bevege seg veldig rett og jevnt til den kolliderer med en annen kropp. Men med ujevn bevegelse er situasjonen mye bedre – det er mange eksempler. Ballflukten under et fotballspill, bevegelsen til en løve som jakter byttedyr, reisen av tyggegummi i munnen til en syvendeklassing, og en sommerfugl som flagrer over en blomst er alle eksempler på ujevn mekanisk bevegelse av kropper.

Akselerasjon kalles en vektorfysisk størrelse lik forholdet mellom en veldig liten endring i hastighetsvektoren og den lille tidsperioden denne endringen skjedde, dvs. Dette er et mål på hastighetsendringshastigheten:

;
.

En meter per sekund per sekund er en akselerasjon der hastigheten til et legeme som beveger seg rettlinjet og jevnt akselererer endres med 1 m/s i løpet av 1 s.

Retningen til akselerasjonsvektoren faller sammen med retningen til hastighetsendringsvektoren (
) for svært små verdier av tidsintervallet hvor hastigheten endres.

Hvis et legeme beveger seg i en rett linje og hastigheten øker, faller retningen til akselerasjonsvektoren sammen med retningen til hastighetsvektoren; når hastigheten synker, er den motsatt av retningen til hastighetsvektoren.

Når du beveger deg langs en buet bane, endres retningen til hastighetsvektoren under bevegelsen, og akselerasjonsvektoren kan rettes i en hvilken som helst vinkel til hastighetsvektoren.

Ensartet, jevnt akselerert lineær bevegelse

Bevegelse ved konstant hastighet kalles jevn rettlinjet bevegelse. Med jevn rettlinjet bevegelse beveger kroppen seg i en rett linje og reiser de samme avstandene i alle like tidsintervaller.

En bevegelse der en kropp gjør ulik bevegelse med like intervaller kalles ujevn bevegelse. Med slike bevegelser endres kroppens hastighet over tid.

Like varierende er en bevegelse der hastigheten til en kropp endres like mye over like store tidsperioder, dvs. bevegelse med konstant akselerasjon.

Jevnt akselerert kalles jevn vekslende bevegelse der størrelsen på hastigheten øker. Like sakte– jevn vekslende bevegelse, hvor hastigheten avtar.

Hastighetstillegg

La oss vurdere bevegelsen til en kropp i et bevegelig koordinatsystem. La – kroppsbevegelse i et bevegelig koordinatsystem, – bevegelse av det bevegelige koordinatsystemet i forhold til det faste, da – kroppens bevegelse i et fast koordinatsystem er lik:

.

Hvis du flytter Og utføres samtidig, da:

.

Slik

.

Vi fant at hastigheten til et legeme i forhold til en fast referanseramme er lik summen av kroppens hastighet i en bevegelig referanseramme og hastigheten til den bevegelige referanserammen i forhold til en stasjonær. Denne uttalelsen kalles den klassiske loven om addisjon av hastigheter.

Grafer over kinematiske størrelser kontra tid i jevn og jevnt akselerert bevegelse

Med jevn bevegelse:

Hastighetsgraf – rett linje y=b;

Akselerasjonsgraf – rett linje y= 0;

Forskyvningsgrafen er en rett linje y=kx+b.

Med jevn akselerert bevegelse:

Hastighetsgraf – rett linje y=kx+b;

Akselerasjonsgraf – rett linje y=b;

Bevegelsesgraf – parabel:

hvis a>0, forgrener seg opp;

jo større akselerasjon, jo smalere grener;

toppunktet faller sammen i tid med øyeblikket når kroppens hastighet er null;

går vanligvis gjennom origo.

Fritt fall av kropper. Akselerasjon av tyngdekraften

Fritt fall er bevegelsen til en kropp når bare tyngdekraften virker på den.

Ved fritt fall er kroppens akselerasjon rettet vertikalt nedover og er omtrent lik 9,8 m/s 2 . Denne akselerasjonen kalles akselerasjon av fritt fall og det samme for alle kropper.

Ensartet bevegelse rundt en sirkel

Med jevn bevegelse i en sirkel er hastighetsverdien konstant, men retningen endres under bevegelsen. Den øyeblikkelige hastigheten til en kropp er alltid rettet tangentielt til bevegelsesbanen.

Fordi Hastighetsretningen under jevn bevegelse rundt en sirkel endres hele tiden, da blir denne bevegelsen alltid jevnt akselerert.

Tidsperioden som en kropp gjør en fullstendig revolusjon når den beveger seg i en sirkel kalles en periode:

.

Fordi omkretsen s er lik 2R, omdreiningsperioden for jevn bevegelse av et legeme med hastighet v i en sirkel med radius R er lik:

.

Det gjensidige i revolusjonsperioden kalles revolusjonsfrekvensen og viser hvor mange omdreininger rundt en sirkel et legeme gjør per tidsenhet:

.

Vinkelhastighet er forholdet mellom vinkelen kroppen har dreid gjennom og rotasjonstidspunktet:

.

Vinkelhastigheten er numerisk lik antall omdreininger på 2 sekunder.

Referansesystem.

Referanseramme- dette er et sett med et referanselegeme, et tilknyttet koordinatsystem og et tidsreferansesystem, i forhold til hvilke bevegelsen (eller likevekten) av materielle punkter eller kropper vurderes

Bane, vei og bevegelse.

Flytt vektor- en vektor hvis startpunkt faller sammen med startposisjonen til det bevegelige punktet og slutten av vektoren med dens endelige posisjon.

Bane for bevegelse av et materiell punkt– linjen beskrevet av dette punktet i rommet (rettlinjet eller krumlinjet).

Stipunkt– summen av lengdene til alle seksjoner av banen som punktet krysses i løpet av den aktuelle tidsperioden.

Materialpunkt.

Materialpunkt- en kropp som har masse og hastighet, men hvis dimensjoner og former ikke er av vesentlig betydning i forhold til dette problemet.

Gjennomsnittlig hastighet.

Gjennomsnittlig hastighet for et bevegelig punkt over en tidsperiode t- en vektormengde lik forholdet mellom forskyvningsvektoren og tidsperioden denne forskyvningen skjedde.

Gjennomsnittlig (bakke) hastighet

Gjennomsnittlig bevegelseshastighet (vektorgjennomsnitt)

Relativitet av bevegelse.

Relativiteten til mekanisk bevegelse– dette er avhengigheten av banen til en kropps bevegelse, tilbakelagt distanse, forskyvning og hastighet på valg av referansesystem.

Loven om addisjon av hastigheter i klassisk mekanikk.

Vabs = Vrel + Vper

Den absolutte hastigheten til et materialpunkt er lik vektorsummen av den bærbare og relative hastigheten.

Rettlinjet jevn bevegelse.

Rettlinjet jevn bevegelse— bevegelse med konstant hastighet i størrelse og retning.

Bevegelsesligninger og grafer x(t), vx(t), s(t) for jevn rettlinjet bevegelse.

ligning for jevn rettlinjet bevegelse av et materialpunkt:

(17)

Eller

Formler for jevn rettlinjet bevegelse

= konst	= konst
	S = v (t – t 0)

Grafer over hastighet, projeksjon av hastighet, bane og koordinater mot tid for jevn lineær bevegelse

Hastighetsgraf v = v(t)

= konst
Hastighetsgrafen for jevn bevegelse er en rett linje parallelt med x-aksen (t-aksen).
Etter planen v = v(t) du kan finne avstanden tilbakelagt over et tidsintervall t: den er numerisk lik arealet til OABC-figuren (rektangel):
q(området med rektangel OABC) = OA OC v 1 t 1 S
Banegraf S = S(t)

S = vt, Hvor v = konst
Grafen for banen for jevn bevegelse er en rett linje som danner en vinkel med tidsaksen.
På denne grafen, men v~tg(hastigheten til jevn bevegelse er proporsjonal med tangenten til vinkelen som banegrafen lager med tidsaksen).
Graf over punktkoordinater kontra tid: x = x(t)
Ligningen x = x 0 + v x (t – t 0) er en lineær funksjon, så grafen x = x(t)- en rett linje som danner en vinkel med tidsaksen.