К какому виду движения относится прямолинейное равноускоренное. Школьная энциклопедия. Характеристики механического движения тела
В 7 классе вы изучали механическое движение тел, происходящее с постоянной скоростью, т. е. равномерное движение.
Теперь мы переходим к рассмотрению неравномерного движения. Из всех видов неравномерного движения мы будем изучать самое простое - прямолинейное равноускоренное, при котором тело движется вдоль прямой линии, а проекция вектора скорости тела за любые равные промежутки времени меняется одинаково (при этом модуль вектора скорости может как увеличиваться, так и уменьшаться).
Например, если скорость движущегося по взлётной полосе самолёта за любые 10 с увеличивается на 15 м/с, за любые 5 с - на 7,5 м/с, в каждую секунду - на 1,5 м/с и т. д., то самолёт движется равноускоренно.
В данном случае под скоростью движения самолёта подразумевается его так называемая мгновенная скорость, т. е. скорость в каждой конкретной точке траектории в соответствующий момент времени (более строгое определение мгновенной скорости будет дано в курсе физики старших классов).
Мгновенная скорость тел, движущихся равноускоренно, может меняться по-разному: в одних случаях быстрее, в других - медленнее. Например, скорость обычного пассажирского лифта средней мощности за каждую секунду разгона увеличивается на 0,4 м/с, а скоростного - на 1,2 м/с. В таких случаях говорят, что тела движутся с разным ускорением.
Рассмотрим, какая физическая величина называется ускорением.
Пусть скорость некоторого тела, движущегося равноускоренно, за промежуток времени t изменилась от v 0 до v. Под v 0 подразумевается начальная скорость тела, т. е. скорость в момент t 0 = О, принятый за начало отсчёта времени. А v - это скорость, которую тело имело к концу промежутка времени t, отсчитываемого от t 0 = 0. Тогда за каждую единицу времени скорость менялась на величину, равную
Это отношение обозначается символом а и называется ускорением:
- Ускорением тела при прямолинейном равноускоренном движении называется векторная физическая величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за который это изменение произошло
Равноускоренное движение - это движение с постоянным ускорением.
Ускорение - векторная величина, которая характеризуется не только модулем, но и направлением.
Модуль вектора ускорения показывает, на сколько меняется модуль вектора скорости в каждую единицу времени. Чем больше ускорение, тем быстрее меняется скорость тела.
За единицу ускорения в СИ принимается ускорение такого равноускоренного движения, при котором за 1 с скорость тела изменяется на 1 м/с:
Таким образом, в СИ единицей ускорения является метр на секунду в квадрате (м/с 2).
Применяются и другие единицы ускорения, например 1 см/с 2 .
Вычислить ускорение тела, движущегося прямолинейно и равноускоренно, можно с помощью следующего уравнения, в которое входят проекции векторов ускорения и скорости:
Покажем на конкретных примерах, как находится ускорение. На рисунке 8, а изображены санки, которые равноускоренно скатываются с горы.
Рис. 8. Равноускоренное движение санок, скатывающихся с горы (АВ) и продолжающих движение по равнине (CD)
Известно, что участок пути АВ санки прошли за 4 с. При этом в точке А они имели скорость, равную 0,4 м/с, а в точке В - скорость, равную 2 м/с (санки приняты за материальную точку).
Определим, с каким ускорением двигались санки на участке АВ.
В данном случае за начало отсчёта времени следует принять момент прохождения санками точки А, поскольку согласно условию именно от этого момента отсчитывается промежуток времени, за который модуль вектора скорости изменился от 0,4 до 2 м/с.
Теперь проведём ось X, параллельную вектору скорости движения санок и направленную в ту же сторону. Спроецируем на неё начала и концы векторов v 0 и v. Образовавшиеся при этом отрезки v 0x и v x являются проекциями векторов v 0 и v на ось X. Обе эти проекции положительны и равны модулям соответствующих векторов: v 0x = 0,4 м/с, v x = 2 м/с.
Запишем условие задачи и решим её.
Проекция вектора ускорения на ось X получилась положительной, значит, вектор ускорения сонаправлен с осью X и со скоростью движения санок.
Если векторы скорости и ускорения направлены в одну сторону, то скорость растёт.
Теперь рассмотрим другой пример, в котором санки, скатившись с горы, движутся по горизонтальному участку CD (рис. 8, б).
В результате действия на санки силы трения их скорость непрерывно уменьшается, и в точке D санки останавливаются, т. е. их скорость равна нулю. Известно, что в точке С санки имели скорость 1,2 м/с, а участок CD был пройден ими за 6 с.
Рассчитаем ускорение санок в этом случае, т. е. определим, на сколько менялась скорость санок за каждую единицу времени.
Проведём ось X параллельно отрезку CD и сонаправим её со скоростью движения санок, как показано на рисунке. При этом проекция вектора скорости санок на ось X в любой момент их движения будет положительна и равна модулю вектора скорости. В частности, при t 0 = 0 v 0x = 1,2 м/с, а при t = 6 с v x = 0.
Запишем данные и вычислим ускорение.
Проекция ускорения на ось X отрицательна. Это значит, что вектор ускорения а направлен противоположно оси X и соответственно противоположно скорости движения. При этом скорость санок уменьшалась.
Таким образом, если векторы скорости и ускорения движущегося тела направлены в одну сторону, то модуль вектора скорости тела увеличивается, а если в противоположные - уменьшается.
Вопросы
- К какому виду движения - равномерному или неравномерному - относится прямолинейное равноускоренное движение?
- Что понимают под мгновенной скоростью неравномерного движения?
- Дайте определение ускорения равноускоренного движения. Какова единица ускорения?
- Что такое равноускоренное движение?
- Что показывает модуль вектора ускорения?
- При каком условии модуль вектора скорости движущегося тела увеличивается; уменьшается?
Упражнение 5
Механическое движение рассматривают для материальной точки и для твёрдого тела.
Движение материальной точки
Поступательное движение абсолютно твёрдого тела - это механическое движение, в процессе которого любой отрезок прямой, связанный с этим телом, всегда параллелен самому себе в любой момент времени.
Если мысленно соединить прямой две любые точки твёрдого тела, то полученный отрезок всегда будет параллельным себе в процессе поступательного движения.
При поступательном движении все точки тела движутся одинаково. То есть, они проходят одинаковое расстояние за одинаковые промежутки времени и движутся в одном направлении.
Примеры поступательного движения: движение кабины лифта, чашек механических весов, санок, мчащихся с горы, педалей велосипеда, платформы железнодорожного состава, поршней двигателя относительно цилиндров.
Вращательное движение
При вращательном движении все точки физического тела движутся по окружностям. Все эти окружности лежат в плоскостях, параллельных друг другу. А центры вращения всех точек расположены на одной неподвижной прямой, которая называется осью вращения . Окружности, которые описываются точками, лежат в параллельных плоскостях. И эти плоскости перпендикулярны оси вращения.
Вращательное движение встречается очень часто. Так, движение точек на ободе колеса является примером вращательного движения. Вращательное движение описывает пропеллер вентилятора и др.
Вращательное движение характеризуют следующие физические величины: угловая скорость вращения, период вращения, частота вращения, линейная скорость точки.
Угловой скоростью тела при равномерном вращении называют величину, равную отношению угла поворота к промежутку времени, в течение которого этот поворот произошёл.
Время, за которое тело проходит один полный оборот, называется периодом вращения (T) .
Число оборотов, которые тело совершает в единицу времени, называется частотой вращения (f) .
Частота вращения и период связаны между собой соотношением T = 1/f.
Если точка находится на расстоянии R от центра вращения, то её линейная скорость определяется по формуле:
2. Понятие системы отсчета. Примеры разных систем отсчета. Равнозамедленное движение, его характеристики.
3. Понятие материальной точки. Равномерное прямолинейное движение, его характеристики
4. Понятие системы отсчета. Примеры разных систем отсчета. Равноускоренного движение, его характеристики.
5. Понятие материальной точки. Описание законов движения тела по параболе.
6. Описание движения тела по окружности. Его характеристики.
7. Понятие равноускоренного движения. Его характеристики.
8. Описание движения тела в плоскости под углом к горизонту. Его характеристики.
9. Первый закон Ньютона, применение его в жизни и природные явления.
10. Второй закон Ньютона. Применение его для расчета ускорения.
11. Третий закон Ньютона. Виды сил. Графическое изображение сил приложенных к телу.
12. Статика. Условие статического равновесия, на примерах.
13. Закон сохранения импульса на примерах.
14. Понятие энергии, классификация. Кинетическая энергия.
15. Понятие энергии, классификация. Потенциальная энергия растяжения пружины.
16. Понятие энергии, классификация. Потенциальная энергия силы тяжести.
17. Понятие полной механической энергии. Закон сохранения энергии.
18. МКТ – постулаты. Характеристики трех состояний вещества.
19. Газ – движение молекул. Опыт Штерна, распределение молекул по скоростям.
20. Понятие идеального газа. Уравнение Клайперона-Менделеева. Изопроцессы – изобара.
21. Уравнение идеального газа, условия выполнения. Изопроцессы – изотерма.
22. Понятие идеального газа. Уравнение Клайперона-Менделеева. Изопроцессы – изохора.
23. МКТ. Понятие реального газа, сравнение его с идеальным.
24. Первое начало термодинамики, понятие теплообмена.
25. Первое начало термодинамики для изохорического процесса.
26.Первое начало термодинамики для изобарического процесса.
27.Первое начало термодинамики для изотермического процесса.
28. Понятие внутренней энергии идеального газа для изопроцессов.
29. Второе начало термодинамики. Применение его циклическим процессам на примере паровой машины.
30. Второе начало термодинамики. Применение его циклическим процессам на примере двигателя внутреннего сгорания.
31.Понятие тепловых двигателей. Реактивные двигатели.
32.Понятие тепловых двигателей. Холодильные машины.
33.Третье начало термодинамики.
34.Адиобатный процесс. Понятие теплоемкости.
длиной 49 м? К каким волнам (длинным, средним или коротким) относятся Эти волны?
Криволинейное движение тела
Криволинейное движение тела определение:
Криволинейное движение - это вид механического движения, при котором направление скорости изменяется. Модуль скорости может меняться.
Равномерное движение тела
Равномерное движение тела определение:
Если тело за равные промежутки времени проходит равные расстояния, то такое движение называется . При равномерном движении модуль скорости есть постоянная величина. А может меняться.
Неравномерное движение тела
Неравномерное движение тела определение:
Если тело за равные промежутки времени проходит различные расстояния, то такое движение называется неравномерным. При неравномерном движении модуль скорости есть переменная величина. Направление скорости может меняться.
Равнопеременное движение тела
Равнопеременное движение тела определение:
Есть величина постоянная при равнопеременном движении. Если при этом направление скорости не меняется, то получим прямолинейное равнопеременное движение.
Равноускоренное движение тела
Равноускоренное движение тела определение:
Равнозамедленное движение тела
Равнозамедленное движение тела определение:
Когда мы говорим о механическом движении тела, то можно рассмотреть понятие поступательного движения тела.