VIENODAI PASPARTINTAS TIESINIS JUDESYS: CHARAKTERISTIKOS, FORMULĖS - FIZINIS - 2025

Vienodai pagreitinto slenkamuoju yra, kuri praeina tiesia linija ir kurioje judančios kūno padidėja arba sumažėja jo greitis pastoviu greičiu. Ši norma yra dydis, apibūdinantis greitį, kai greitis keičiasi ir vadinamas pagreičiu.

Esant vienodam pagreičiui ar kintamajam tiesiniam judesiui (MRUV), pastovus pagreitis yra atsakingas už greičio dydžio pasikeitimą. Kitų tipų judesiais pagreitis taip pat gali pakeisti greičio kryptį ir pojūtį arba net tik pakeisti kryptį, kaip ir tolygiai sukamaisiais judesiais.

1 pav. Dažniausiai paspartinami judesiai. Šaltinis: „Pixabay“.

Kadangi pagreitis rodo greičio pokytį laikui bėgant, jo vienetai tarptautinėje sistemoje yra m / s ² (metrai per kvadratą). Kaip ir greitis, pagreičiui gali būti priskiriamas teigiamas arba neigiamas ženklas, atsižvelgiant į tai, kaip greitis didėja ar mažėja.

Tarkime, kad +3 m / s ² pagreitis, kiekvieną sekundę pravažiuojančio automobilio judėjimo greitis padidėja 3 m / s. Jei judėjimo pradžioje (esant t = 0) mobiliojo telefono greitis buvo +1 m / s, tai po vienos sekundės jis bus 4 m / s, o po 2 sekundžių - 7 m / s.

Vienodai keičiant tiesinį judesį, atsižvelgiama į greičio, kurį kasdien patiria judantys objektai, svyravimus. Tai yra realesnis modelis nei vienodas tiesinis judesys. Nepaisant to, jis vis dar yra gana ribotas, nes riboja mobiliojo telefono judėjimą tik tiesia linija.

charakteristikos

Tai yra pagrindinės tolygiai pagreitinto tiesinio judesio charakteristikos:

- Judėjimas visada eina tiesia linija.

- Mobiliojo telefono pagreitis yra pastovus tiek pagal dydį, tiek pagal kryptį ir prasmę.

-Mobiliojo telefono sparta didėja (arba mažėja) tiesiškai.

-Kadangi pagreitis a išlieka pastovus laiko momentu t, jo dydžio kaip laiko funkcijos grafikas yra tiesė. 2 paveiksle pateiktame pavyzdyje linija yra mėlynos spalvos, o pagreičio vertė rodoma vertikalioje ašyje, maždaug +0,68 m / s ² .

2 pav. Tolygiai kintamo tiesinio judesio pagreičio ir laiko grafikas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

- Greičio v grafikas t atžvilgiu yra tiesė (3 paveiksle žalia spalva), kurios nuolydis yra lygus mobiliojo telefono pagreičiui. Pavyzdyje nuolydis yra teigiamas.

3 pav. Tolygiai kintamo tiesinio judesio greičio ir laiko grafikas. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

-Pjaustymas vertikalia ašimi rodo pradinį greitį, šiuo atveju jis yra 0,4 m / s.

- Pagaliau x padėties ir laiko grafikas yra 4 pav. Raudona spalva parodyta kreivė, kuri visada yra parabolė.

4 pav. Tolygiai kintamo tiesinio judesio padėties ir laiko grafikas. Šaltinis: pakeista iš „Wikimedia Commons“.

Nuvažiuotas atstumas nuo v vs grafiko. t

Turėdami grafiką v vs. t, labai lengva apskaičiuoti mobiliojo telefono nuvažiuotą atstumą. Nuvažiuotas atstumas yra lygus plotui po linija, kuris yra per norimą laiko intervalą.

Pateiktame pavyzdyje tarkime, kad norite žinoti atstumą, kurį mobilusis telefonas nuvažiavo nuo 0 iki 1 sekundės. Naudodamiesi šia schema, žiūrėkite 5 paveikslą.

5 pav. Mobiliojo telefono nuvažiuoto atstumo apskaičiavimo grafikas. Šaltinis: pakeista iš „Wikimedia Commons“.

Siekiamas atstumas skaitmeniniu būdu yra lygus trapecijos plotui, pavaizduotame 3 paveiksle. Trapecijos plotas nurodomas taip: (pagrindinė bazė + mažesnė bazė) x aukštis / 2

Taip pat galima padalytą spalvotą plotą padalinti į trikampį ir stačiakampį, apskaičiuoti atitinkamus plotus ir sudėti. Nuvažiuotas atstumas yra teigiamas, nesvarbu, ar dalelė eina į dešinę, ar į kairę.

Formulės ir lygtys

Tiek vidutinis pagreitis, tiek momentinis pagreitis turi tą pačią reikšmę MRUV, todėl:

- Pagreitis: a = pastovus

Kai pagreitis lygus 0, judesys yra tolygus tiesiaeigis, nes greitis tokiu atveju butu pastovus. Gestų gali būti teigiamas arba neigiamas.

Kadangi pagreitis yra tiesės v ir t nuolydis, lygtis v (t) yra:

- greitis kaip laiko funkcija: v (t) = v _o + at

Čia v _o yra pradinio judriojo greičio vertė

- Pozicija kaip laiko funkcija: x (t) = x _arba + v _arba t + ½at ²

Kai neturite laiko, o turite greičius ir poslinkius, yra labai naudinga lygtis, kuri gaunama išsprendus v (t) = v _arba + laiką ir jį pakeičiant paskutine lygtimi. Yra apie:

Išspręsta mankšta

Sprendžiant kinematikos pratimą, svarbu įsitikinti, kad situacija yra pritaikyta prie naudojamo modelio. Pavyzdžiui, tolygaus tiesinio judesio lygtys negalioja pagreitintam judesiui.

Pvz., Pagreičio judesys negalioja apskrito ar kreivinio tipo judesiams. Pirmasis iš šių pratimų, išspręstų žemiau, sujungia du mobiliuosius telefonus skirtingais judesiais. Norint teisingai išspręsti, reikia pereiti prie atitinkamo judėjimo modelio.

-Paspręstas 1 pratimas

Norėdami sužinoti šulinio gylį, vaikas numeta monetą ir tuo pačiu įjungia savo laikmatį, kuris sustoja tik išgirdęs, kaip moneta trenkiasi į vandenį. Jos rodmuo buvo 2,5 sekundės. Žinodami, kad garso greitis ore yra 340 m / s, apskaičiuokite šulinio gylį.

Sprendimas

Tegul h yra šulinio gylis. Moneta šį atstumą nuvažiuoja laisvai krisdama, tolygiai keičiant vertikalų judesį, kurio pradinis greitis 0, moneta nukritus, ir pastovus pagreitis žemyn, lygus 9,8 m / s ² . Tai darydami, skirkite laiko t _m .

Kartą, kai moneta pasiekia vandenį, spragtelėjimo sukeliamas garsas keliauja iki vaiko ausies, kuri, išgirdusi, sustabdo chronometrą. Nėra pagrindo manyti, kad garso greitis keičiasi kylant šuliniu, taigi garso judesys yra tolygus tiesiaeigiui. Garsas užima laiko t _s pasiekti vaiką.

Monetos judesio lygtis:

Kur x ir a pozicijos lygties, pateiktos ankstesniame skyriuje, x ir a buvo pakeisti h ir g.

Garso judesio lygtis:

Tai yra pažįstamas lygties atstumas = greitis x laikas. Su šiomis dviem lygtimis mes turime tris nežinomus: h, tm ir ts. Kiek laiko yra santykiai, žinoma, kad viskas įvyksta per 2,5 sekundės, todėl:

Suderinus abi lygtis:

Išvalyti vieną iš kartų ir pakeisti:

Tai yra kvadratinė lygtis su dviem sprendimais: 2.416 ir -71.8. Pasirinktas teigiamas sprendimas, kuris yra prasmingas, nes laikas negali būti neigiamas ir bet kokiu atveju jis turi būti mažesnis nei 2,5 sekundės. Šiuo metu jis gaunamas pakeičiant šulinio gylį:

-Paspręstas 2 pratimas

90 km / h greičiu važiuojantis automobilis artėja sankryžoje su šviesoforu. Kai jis yra 70 m atstumu, užsidega geltona lemputė, kuri trunka 4 sekundes. Atstumas tarp šviesoforo ir kito kampo yra 50 m.

Vairuotojui yra šios dvi galimybės: a) stabdyti esant - 4 m / s ² arba b) įsibėgėti esant + 2 m / s ² . Kuri iš dviejų parinkčių leidžia vairuotojui sustabdyti ar pervažiuoti visą prospektą prieš degant raudonai lemputei?

Sprendimas

Vairuotojo pradinė padėtis yra x = 0, kai jis mato geltoną lemputę. Svarbu tinkamai konvertuoti vienetus: 90 km / h yra lygus 25 m / s.

Pagal a variantą vairuotojas važiuoja per 4 sekundes, kol užsidega geltona lemputė:

Kol dega geltona lemputė, vairuotojas važiuoja taip:

x = 25,4 + ½,2,4 ² m = 116 m

Bet 116 m yra mažesnis nei galimas atstumas iki kito kampo, kuris yra 70 + 50 m = 120 m, todėl jis negali kirsti visos gatvės, kol neužsidega raudona lemputė. Rekomenduojama stabdyti ir likti 2 metrus nuo šviesoforo.

Programos

Žmonės kiekvieną dieną patiria pagreičio poveikį: važiuodami automobiliu ar autobusu, nes jiems nuolat reikia stabdyti ir pagreitinti, kad greitis būtų pritaikytas prie kliūčių kelyje. Pagreitis taip pat patiriamas einant aukštyn ar žemyn liftu.

Pramogų parkai yra vieta, kur žmonės moka patirti pagreičio padarinius ir smagiai praleisti laiką.

Gamtoje vienodai įvairus tiesinis judesys stebimas, kai daiktas laisvai numetamas, arba kai jis metamas vertikaliai aukštyn ir laukiama, kol jis grįš į žemę. Jei neatsižvelgiama į oro pasipriešinimą, pagreičio vertė yra lygi sunkio jėgai: 9,8 m / s2.

Nuorodos

1. Bauer, W. 2011. Fizika inžinerijai ir mokslams. 1 tomas. „Mc Graw Hill“ 40–45.
2. Figueroa, D. Mokslų ir inžinerijos fizikos serija. 3 tomas. Leidimas. Kinematika. 69–85.
3. Giancoli, D. Fizika: principai su taikymu. 6 ^-oji . Edas Prentice'o salė. 19-36.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konceptualus fizikos mokslas. 5 ^-oji . Ed Pearson. 14-18 val.
5. Kirkpatrick, L. 2007. Fizika: žvilgsnis į pasaulį. 6 ^ta Taisymas sutrumpintas. „Cengage“ mokymasis. 15–19.
6. Wilson, J. 2011. Fizika 10. Pearson Education. 116-119