Рухрівномірнорізне (MUV) - це рух, при якому зміна швидкості називається прискорення, відбувається з постійною швидкістю. Рівноманітний рух - це приватний випадокрухрізне. У цьому швидкість змінюється лише в той час, як у цьому швидкість змінюєтьсявманерапостійний, тобто його величина щосекунди рівно зростає або зменшується.
Дивисьтакож: Все, що вам потрібно знати про закони Ньютона
Вступ до рівномірно різноманітного руху
Коли предмет меблів розвиває рівномірно різноманітний рух, його швидкість збільшувати або буде неухильно зменшуватися, кожна секунда. Коли ця швидкість зростає, ми говоримо, що її рух є прискорений; коли він зменшується, ми говоримо, що його рух є відсталі.
Рівномірний рух можна описати за допомогою щогодинні функції, подібні до тих, що використовуються для рівномірного руху, будучи більш загальними. Крім того, щоб вирішити деякі вправи, пов’язані з цим видом руху, необхідно зрозуміти значення графіки положення і швидкість. Тому ми збираємось вивчити різні часові функції MUV, а також їх відповідні графічні подання.
Спочатку ми розберемося з годинною функцією швидкості, яку також можна записати у вигляді формули, що використовується для розрахунку середнього прискорення, див .:
vF і ти0 - кінцева та початкова швидкості (м / с)
- прискорення (м / с)
t - інтервал часу (с)
Формула показує, що швидкість ровера змінюється лінійно з його прискоренням, тобто якщо припустити, що тіло має прискорення 3 м / с², його швидкість зросте на 3 м / с друге.
Якщо ми звернемо увагу на формат погодинної функції позиції, то побачимо, що це a функція першого ступеня подібно до y = a + bx, відомий як пряме рівняння. У разі функції погодинної швидкості коефіцієнт a, викликаний лінійний коефіцієнт, та початкова швидкість мобільного, тоді як коефіцієнт b, відомий як кутовий коефіцієнт, та прискорення цього предмета меблів.
На наступному малюнку ми наводимо графік швидкості як функцію від часу v (t), перевірте:
На графіку ми бачимо дві лінії, одну червону та одну синю, які представляють рух двох предметів меблів. Ці від’їжджати з дому (с0 = 0) і починайте постійно прискорюватись. Через одну секунду після вильоту синій ровер рухається зі швидкістю 4 м / с, тоді як червоний ровер - 2 м / с. Аналізуючи нахил прямих ліній, неважко помітити, що прискорення синього ровера більше, ніж у червоного ровера.
Дивіться також:Перевірте дивовижні факти про Сонячну систему
На підставі зчитування графіка можна побачити, що швидкість мобільного телефону в синьому кольорі зростає на 4 м / с по-друге, тоді як швидкість мобільного В збільшується лише на 2 м / с, за той же інтервал час. Таким чином, ми можемо записати годинні функції рухів, представлені синьою та червоною лініями, перевірити:
Нижче ми покажемо, який формат діаграми a прискорений рівномірно різноманітний рух і відсталі червоним та синім відповідно. Для обох ми приймемо початкову ненульову швидкість:
Зверніть увагу, що затримка руху, представлена синьою лінією, змінює своє значення в момент часу t = 8 с, оскільки його швидкість починає приймати від'ємні значення.
Дивисьтакож: Навчіться розв’язувати вправи на рівномірний рух
На додаток до отримання мобільного прискорення, базуючись на графіках швидкості, це також можливо обчислити відстань, яку пройшов мобільний телефон. Для цього ми повинні обчислити площу графіка під лінією. Цю область можна легко знайти, враховуючи зона трапеції і може бути отримана безпосередньо за такою формулою, особливо корисною, коли мобільне прискорення невідомо:
На додаток до функції погодинної швидкості, MUV використовує функція годинної позиції. Ось такі функції другого ступеня, оскільки переміщення мобільного пристрою в MUV пропорційне квадратичному інтервалу часу. Тепер перевірте рівняння положення та переміщення для MUV:
sF - кінцева позиція
s0 - вихідне положення
v0 - початкова швидкість
S - переміщення
Такі рівняння подібні до функцій типу другого ступеня ax² + bx + c = 0. У цих погодинних функціях положення та переміщення, О коефіцієнтдорівнює à a / 2 (прискорення, розділене на два), що множить термін t², тоді як швидкістьпочатковий (v0) представляє коефіцієнтB.
Виходячи з цього, ми покажемо вам, як рівномірно різноманітна графіка руху шукає прискорені, червоні та відстрочені випадки синього кольору, починаючи з ненульової початкової швидкості:
Аналізуючи цей графік, можна побачити, що для прискореного руху червоним кольором увігнутість параболи звернена вгору, оскільки її прискорення є позитивним, в той час як для затримки руху, синім кольором, увігнутість параболи повернена вниз, оскільки її прискорення представляє напрямок, протилежний початковій швидкості.
Годинні функції, які використовувались для формування графіків, представлених червоною та синьою кривими відповідно, а також їх значення положення, швидкістьпочатковий і прискорення показані нижче:
Рівняння Торрічеллі
THE Рівняння Торрічеллі дуже корисний, коли нам потрібно вирішити проблему, пов’язану з рухрівномірнорізне і ми не знаємо, через який проміжок часу це сталося. Це рівняння можна легко отримати, виходячи з годинних функцій положення та швидкості.
Перевірте формулу рівняння Торрічеллі:
Якщо вас більше цікавить тема, прочитайте наш текст: Рівняння Торрічеллі.
Дивисьтакож: З’ясуйте, чому людина не повернулася на Місяць
розв’язані вправи
Питання 1) Мобільний апарат рухається з початковою швидкістю 20 м / с, коли він починає процес гальмування, з уповільненням 2,5 м / с². Визначте час, необхідний для цього предмета меблі, щоб змінити напрямок руху.
а) 8,0 с
б) 50,0 с
в) 5,0 с
г) 10,0 с
д) 12,5 с
Шаблон: Літера а
Дозвіл:
Для розв’язання цієї вправи ми використаємо функцію погодинної швидкості. У цьому сенсі ми можемо сказати, що мобільний переверне напрямок свого руху в одну мить, наступну за швидкістю, коли його швидкість стає нульовою. Таким чином, ми знайдемо час, необхідний для того, щоб кінцева швидкість цього мобільного пристрою становила 0 м / с, знаючи, що його початкова швидкість становила 20 м / с:
У цьому розрахунку ми використовували негативний знак для прискорення через те, що швидкість мобільного телефону зменшувалась щосекунди, що характеризує затримку руху.
Питання 2) Ровер має функцію щогодинного переміщення, задану S = 5 + t². Перевірте альтернативу, яка вказує відповідно початкову швидкість та прискорення цього ровера:
а) 5 м / с і 1 м / с²
б) 0 м / с та 2 м / с²
в) 1 м / с і 5 м / с²
г) 5 м / с і 2 м / с²
д) 3 м / с і 5 м / с²
Шаблон: Літера Б
Дозвіл:
Ми знаємо, що функції погодинної зміни виконують формат ax² + bx + c = 0, але ми також знаємо, що коефіцієнт b дорівнює початковій швидкості мобільного, а цей коефіцієнт дорівнює половині його прискорення. Таким чином, ми маємо: v0 = 0 і a = 2 м / с².
Питання 3) На графіку положення проти часу видно, що крива описує параболу з увігнутістю донизу. На цьому графіку позначте правильну альтернативу:
а) Це прискорений рух.
б) Це графік ретроградного руху.
в) Це графік затримки руху.
г) Це графік змінного прискорення.
д) Це зростаючий графік швидкості.
Шаблон: Літера С
Дозвіл:
Коли графік положення проти часу має форму параболи, ми знаємо, що цей рух має постійне прискорення. Що говорить нам, якщо рух, представлений графіком, є відсталі або прискорений- увігнутість притчі, яка в даному випадку звернена вниз. Отже, графік, про який йде мова, представляє затримку руху.
Мені Рафаель Хелерброк
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/movimento-uniformemente-variado.htm
