תנועה אחידה: מושג, נוסחאות ותרגילים

או תְנוּעָהמדים מתרחשת כאשר רהיט עובר פנימה קו ישר ועם מְהִירוּתקָבוּעַ. בתנועה אחידה הניידת נוסעת רווחיםשווים ב נשברשל זמן שווה.

ראה גם: מבוא לקינמטיקה

דמיינו את הסיטואציה הבאה: רכב שעובר פנימה תְנוּעָהמדים, במהירות של 20קמ"ש, עבר ממצבו ההתחלתי ב 10ק"מ, בפרק זמן של 0,5ה (30 דקות). בעוד שעה 1, אותו רכב יתרחק ממצבו ההתחלתי ב 20ק"מ.

כל ה תנועותמדיםצריךלהתרחשבקַויָשָׁר, שכן בסוג זה של תנועה אין תְאוּצָה. הבינו: כדי שרהיט יעבור שינוי בכיוון הנסיעה שלו, יש צורך כי א כוח פעל לפי זה על ידי הדפסת א תְאוּצָה והפיכת הנייד לזכות ברכיב מהירות חדש.

נוסחאות תנועה אחידות

בדוק כמה נוסחאות המשמשות לתיאור תנועה אחידה והבנת המשמעות של כל אחד מהמשתנים שלה:

S - מיקום הקצה של הרהיטים
ס₀ - עמדת בית נייד
v - מהירות ניידת
t - מרווח זמן

v - מהירות ממוצעת
ס - עקירה
t - מרווח זמן

הפניות וסיווג התנועה

על מנת להגדיר נכון את תנועת הגוף, יש צורך לבחור במסגרת הפניה. בפיזיקה אנו מבינים שההתייחסות היא המיקום בו נמצא הצופה. באיור שלמטה ניתן לראות כמה רכבים נעים בכיוונים שונים בכיוון האופקי.

מסגרת ההתייחסות שאומצה באיור (מסומנת בנקודה 0) היא המקום בו נמצא המתבונן. על פי התייחסות זו, המכוניות, משמאל, נמצאות בפנים

עמדותשלילי, בזמן שהמכוניות, מימין, בפנים עמדותחִיוּבִי.

ההפניה מציינת את כיוון התנועות.

חשוב להבין זאת בחירה בהתייחסות אחרת מרמזת על שינוי המיקומים ההתחלתיים של כל רכב וכן על סיווג תנועותיהם. האיור שלהלן מראה מה תופסת המסגרת הנבחרת: בשבילה, המכונית הכתומה ומכונית הכסף משמאל מתרחקת ואילו מכונית הכסף מימין מתקרבת אליה..

אנו אומרים שכאשר רהיט מתקרב למסגרת הייחוס שלו, התנועה שלו היא רָגרֶסִיבִי. אם הנייד מתרחק מההתייחסות שלו, התנועה שלו היא פּרוֹגרֵסִיבִי. בנוסף, אנו מייחסים את תְנוּעָהפּרוֹגרֵסִיבִי או אוֹתחִיוּבִי עבור מהירות. ל התנועה הרגרסיבית, אנו משתמשים ב- אוֹתשלילי, המציין זאת המרחק בין הנייד להפניה שלו פוחת עם הזמן.

שיעור וידיאו בתנועה מתקדמת ומדרגת

מהירות ממוצעת

המהירות הממוצעת של רובר ניתנת על ידי יחס העקירה (ΔS) בפרק הזמן בו התרחשה התנועה. העקירה (ΔS), בתורו, ניתנת על ידי ההבדל בין עמדותסופי ו התחלתי של הרהיטים.

v - מהירות ממוצעת
ס - עקירה
t - מרווח זמן

בנוסחה למהירות הממוצעת אנו מכנים ΔS של תְזוּזָה. ניתן לחשב את העקירה של רהיט בקלות אם אנו יודעים מאיפה זה הגיע (S₀ - עמדת התחלה) ולאן הגיע (ש_f - סוף מיקום) בסוף התנועה, שתוחמת על ידי א לשבורבזְמַן (Δt), מחושב על ידי הפרש הזמן בין רגעיםסופי ו התחלתי (Δt = t_f - t₀). בדוק נוסחה זו, בפירוט רב יותר להלן:

יחידות מדידת מהירות

יחידת המידה של המהירות, על פי מערכת בינלאומית (SI), וה רכבת תחתיתלְכָלשְׁנִיָה (גברת). עם זאת, ישנן יחידות נפוצות אחרות, כגון קִילוֹמֶטֶרלְכָלשָׁעָה (קמ"ש). קל להמיר מטרים לשנייה לקילומטר לשעה. לעשות את זה, פשוט לְהַכפִּיל אוֹ לחלקמודול המהירות לפי גורם 3.6, כפי שמוצג באיור הבא:

דוגמאות:

72 קמ"ש / 3,6 = 20 גברת

108 קמ"ש /3,6 = 30 גברת

מפת חשיבה: תנועה אחידה

* להורדת מפת החשיבה ב- PDF, לחץ כאן!

גרפיקה בתנועה אחידה

אנחנו יכולים להתייחס ל מיקום של רהיט כפונקציה של זמן באמצעות הגרפיקה. לתנועה חלקה, גרפי המיקום לעומת הזמן יוצרים קווים ישרים המשופעים לְמַעלָה או ל נָמוּך, קשור לתנועה פּרוֹגרֵסִיבִי ו רָגרֶסִיבִי, בהתאמה. ראה גרף לדוגמא של מיקום לעומת זמן עבור ה- תְנוּעָהמדיםפּרוֹגרֵסִיבִי:

תראהגַם:כוח ותנועה

באיור שלהלן יש לנו גרף המייצג את המיקום כפונקציה של זמן לנייד שמבצע a תְנוּעָהמדים ו רָגרֶסִיבִי (או מדרדר).

ניתן להשתמש בתרשימים מיקום לעומת זמן לקביעת ה- מְהִירוּת של התנועה. בשביל זה, מספיק לשים לב שמהירות הנייד ניתנת על ידי המשיק שלו, כלומר היחס בין צווארוןמול (ΔS) ואת רגל סמוכה לקו הישר (Δt).

גרפי המהירות לעומת הזמן לתנועה אחידה, בתורם, ישרים. מַקְבִּיל לציר האופקי, של המודול שלילי אוֹ חִיוּבִי, לפי הסיווג שלך (פרוגרסיבי או רגרסיבי). באמצעות גרף המהירות ניתן לחשב את תזוזת הרובר, לשם כך אנו פשוט קובעים את מודולוס השטח שמתחת לקו:

בגרף הקודם, השטח הצבוע בכחול שווה מבחינה מספרית לשטח של a מַלבֵּןניתן לחשב אזור זה באמצעות הנוסחה הבאה:

ה - אֵזוֹר
ב - קצה בסיס
ה - גובה

תראהגַם: גרפיקה בתנועה אחידה

תנועה מגוונת באופן שווה

או תְנוּעָהבאופן שווהשונות זוהי תנועה שמהירותה עולה או פוחתת בהתמדה עם הזמן. תנועה מסוג זה אינה בהכרח ישרה והיא כפופה ל- תְאוּצָה קָבוּעַ. אם אתה רוצה לדעת יותר על MUV, לחץ פה.

תראהגַם: כיצד לפתור תרגילי קינמטיקה?

תרגילים על תנועה אחידה

1) נייד מתחיל ממצב ההתחלה S₀ = - 15 מ 'ואחרי 12 שניות הוא נמצא במצב S_F = 45 מ '

א) קבע את המהירות הממוצעת של הנייד הזה.

ב) קבע את תפקוד השעה של מיקום הרובר.

ג) חשב את המיקום הנייד עבור t = 0 s, t = 1 s, t = 2 s, t = 3 s ו- t = 4 s. ואז בנה את גרף המיקום לעומת הזמן עבור המהלך הזה.

ד) דרג את התנועה המתוארת על ידי רהיט זה.

פתרון הבעיה

ה) כדי לחשב את המהירות הממוצעת של תנועה זו, נשתמש בנוסחת המהירות הממוצעת:

הכנסת הנתונים המסופקים על ידי הצהרת התרגיל, נעשה את החישוב הבא:

התוצאה מעידה על כך שהנייד זז 5 מטר כל שנייה.

ב) כדי לקבוע את התפקוד השעתי של תנועה זו, עלינו רק לזהות את המיקום והמהירות הראשונית שלה. לאחר מכן אנו מחליפים את הערכים הללו לפונקציה השעתית של המיקום:

החלפת נתוני התרגיל נקבל את פונקציית המיקום השעתי הבאה:

ç) בואו נחשב את מיקום הרובר, לכל אחד מהפעמים שהוזכרו, באמצעות פונקציית המיקום השעתי שלו:

הגרף של תנועה זו מוצג להלן:

ד) בניתוח הגרף ניתן לראות שהנייד מתקרב לרפרנסור בין הרגעים t = 0 s ו- t = 3 s, החל מ -3 s ואילך, הנייד מתחיל להתרחק. לכן, התנועה היא בדרגה בין 0 ל -3 שניות ו 3 שניות קדימה.

על ידי רפאל הלרברוק

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-uniforme.htm