ENAKOMERNO POSPEŠENO PRAVOKOTNO GIBANJE: ZNAČILNOSTI, FORMULE - FIZIČNO - 2026

Enakomerno pospešeno premočrtno gibanje je tista, ki poteka v ravni črti in v katerem se gibljejo povečanja telesne ali zmanjša svojo hitrost s hitrostjo konstantno. Ta hitrost je velikost, ki opisuje hitrost spreminjanja hitrosti in se imenuje pospešek.

V primeru enakomerno pospešenega ali spremenjenega pravokotnega gibanja (MRUV) je za spreminjanje obsega hitrosti odgovoren stalen pospešek. Pri drugih vrstah gibanja je tudi pospešek sposoben spremeniti smer in občutek hitrosti ali celo samo spremeniti smer, kot pri enakomernem krožnem gibanju.

Slika 1. Pospešeni gibi so najpogostejši. Vir: Pixabay.

Ker pospešek predstavlja spremembo hitrosti sčasoma, so njegove enote v mednarodnem sistemu m / s ² (kvadrat v metrih v sekundah). Tako kot hitrost lahko tudi pospeševanju dodelimo pozitiven ali negativen znak, odvisno od tega, kako hitrost narašča ali upada.

Pospešek, recimo +3 m / s ^2, pomeni, da se za vsako sekundo, ki preteče, hitrost mobilne naprave poveča za 3 m / s. Če je bila na začetku gibanja (pri t = 0) hitrost mobilne telefonije +1 m / s, potem bo po eni sekundi 4 m / s, po 2 sekundah pa 7 m / s.

Pri enakomerno raznolikem pravokotnem gibanju se upoštevajo razlike v hitrosti, ki jih gibljivi predmeti doživljajo vsakodnevno. Je bolj realističen model kot enakomerno pravokotno gibanje. Kljub temu je še vedno precej omejen, saj mobilniku omejuje potovanje samo po ravni črti.

značilnosti

To so glavne značilnosti enakomerno pospešenega pravokotnega gibanja:

-Pri gibanje vedno poteka po ravni črti.

-Pospešek mobilnika je stalen, tako v velikosti kot v smeri in smislu.

-Mobilna hitrost se linearno poveča (ali zmanjša).

-Ker pospešek a ostane konstanten v času t, je graf njegove velikosti kot funkcije časa ravna. V primeru, prikazanem na sliki 2, je črta obarvana modro, vrednost pospeška pa se odčita na navpični osi, približno +0,68 m / s ² .

Slika 2. Graf pospeška v primerjavi s časom za enakomerno spremenjeno pravokotno gibanje. Vir: Wikimedia Commons.

-Graf hitrosti v glede na t je ravna črta (na sliki 3 zelene barve), katere naklon je enak pospešku mobilnika. V primeru je naklon pozitiven.

Slika 3. Graf hitrosti glede na čas enakomerno spremenjenega pravokotnega gibanja. Vir: Wikimedia Commons.

-Rrez z navpično osjo kaže začetno hitrost, v tem primeru je 0,4 m / s.

-Na koncu je graf položaja x glede na čas krivulja, prikazana z rdečo barvo na sliki 4, ki je vedno parabola.

Slika 4. Grafični položaj glede na čas za enakomerno spremenjeno pravokotno gibanje. Vir: spremenjeno iz Wikimedia Commons.

Prevožena razdalja od v v grafu. t

Z grafom v vs. t, izračun razdalje, ki jo je prevozil mobilni telefon, je zelo enostaven. Prevožena razdalja je enaka površini pod črto, ki je v želenem časovnem intervalu.

V prikazanem primeru predpostavimo, da želite vedeti razdaljo, ki jo je mobilni telefon prehodil med 0 in 1 sekundo. Z uporabo tega grafa glej sliko 5.

Slika 5. Graf za izračun razdalje, ki jo je prevozil mobilni telefon. Vir: spremenjeno iz Wikimedia Commons.

Iskana razdalja je numerično enakovredna območju trapeza, zasenčenega na sliki 3. Površina trapeza je dana z: (glavna podlaga + manjša osnova) x višina / 2

Možno je razdeliti tudi senčeno območje v trikotnik in pravokotnik, izračunati ustrezna območja in jih dodati. Prevožena razdalja je pozitivna, ne glede na to, ali gre delnik v desno ali v levo.

Formule in enačbe

Tako povprečni pospešek kot trenutni pospešek imata v MRUV enako vrednost:

-Pospešek: a = konstanta

Kadar je pospešek enak 0, je gibanje enakomerno pravokotno, saj bi bila hitrost v tem primeru konstantna. Znak a je lahko pozitiven ali negativen.

Ker je pospešek nagib premice v proti t, je enačba v (t):

-Specija kot funkcija časa: v (t) = v _o + at

Kjer je v _o vrednost začetne hitrosti mobilne naprave

-Podloga kot funkcija časa: x (t) = x _ali + v _ali t + ½at ²

Kadar nimate časa, vendar imate namesto tega hitrosti in premike, obstaja zelo uporabna enačba, ki jo dobimo z reševanjem časa v (t) = v _ali + at in ga nadomestimo v zadnji enačbi. Je približno:

Rešene vaje

Pri reševanju vaje za kinematiko je pomembno zagotoviti, da je situacija prilagojena modelu, ki ga bomo uporabili. Na primer, enačbe enakomernega pravokotnega gibanja niso veljavne za pospešeno gibanje.

In ti pospešenega gibanja na primer ne veljajo za krožno ali krivožarno gibanje. Prva od teh vaj, rešenih spodaj, združuje dva mobila z različnimi gibi. Če ga želite pravilno rešiti, je treba iti na ustrezen model gibanja.

-Rešena vaja 1

Če želite izvedeti globino vodnjaka, otrok spusti kovanec in hkrati aktivira svoj timer, ki se ustavi ravno takrat, ko sliši kovanec, ki udarja v vodo. Njeno branje je bilo 2,5 sekunde. Vedite, da je hitrost zvoka v zraku 340 m / s, izračunajte globino vrtine.

Rešitev

Naj bo h globina vodnjaka. Kovanec prehodi to razdaljo v prostem padu, enakomerno spremenjeno navpično gibanje, z začetno hitrostjo 0, ko kovanec pade, in stalnim pospeškom navzdol, enakim 9,8 m / s ² . Pri tem si vzemite čas t _m .

Ko kovanec zadene vodo, zvok, ki ga povzroči klik, potuje do otrokovega ušesa, ki zaustavi štoparico, ko jo zasliši. Ni razloga za domnevo, da se hitrost zvoka spreminja, ko se dvigne v vodnjak, zato je gibanje zvoka enakomerno pravokotno. Zvok potrebuje čas t _s, da doseže otroka.

Enačba gibanja kovanca:

Kjer sta x in a enačba za položaj iz prejšnjega oddelka nadomeščena s h in g.

Enačba gibanja zvoka:

To je znana razdalja enačbe = hitrost x čas. S tema dvema enačbama imamo tri neznanke: h, tm in ts. Za čas, ko obstaja zveza, je znano, da vse traja 2,5 sekunde, torej:

Enačba obeh enačb:

Počistite en čas in nadomestite:

To je kvadratna enačba z dvema rešitvama: 2.416 in -71.8. Izbrana je pozitivna rešitev, ki je smiselna, saj čas ne more biti negativen in v vsakem primeru mora biti krajši od 2,5 sekunde. Ta čas se pridobi z zamenjavo globine vrtine:

-Rešena vaja 2

Avto, ki vozi s hitrostjo 90 km / h, se s semaforjem približa križni ulici. Ko je oddaljen 70 m, prižge rumena lučka, ki traja 4 sekunde. Razdalja med semaforjem in naslednjim vogalom je 50 m.

Voznik ima na voljo dve možnosti: a) zaviranje pri - 4 m / s ² ali b) pospeševanje pri + 2 m / s ² . Katera od obeh možnosti vozniku omogoča, da se ustavi ali prečka celotno pot, preden lučka postane rdeča?

Rešitev

Začetni položaj voznika je x = 0 ravno takrat, ko zagleda rumeno luč. Pomembno je pravilno pretvoriti enote: 90 km / h je enako 25 m / s.

Po možnosti a) voznik v 4 sekundah, ki trajajo rumeno luč, potuje:

Medtem ko rumena lučka traja, voznik potuje tako:

x = 25,4 + ½,2,4 ² m = 116 m

Toda 116 m je manjši od razpoložljive razdalje, da pridete do naslednjega vogala, ki je 70 + 50 m = 120 m, zato ne more prečkati celotne ulice, preden se prižge rdeča luč. Priporočeno dejanje je zaviranje in bivanje 2 metra od semaforja.

Prijave

Učinki pospeševanja ljudje doživljajo vsakodnevno: ko potujete z avtom ali avtobusom, saj morajo ti nenehno zavirati in pospeševati, da hitrost prilagodijo oviram na cesti. Pospešek se pojavi tudi pri dviganju ali dviganju v dvigalu.

Zabaviščni parki so mesta, kjer ljudje plačajo, da izkusijo učinke pospeška in se zabavajo.

V naravi enakomerno raznoliko pravokotno gibanje opazimo, ko predmet prosto spustimo ali ko ga vržemo navpično navzgor in čakamo, da se vrne na tla. Če zanemarimo zračni upor, je vrednost pospeška gravitacija: 9,8 m / s2.

Reference

1. Bauer, W. 2011. Fizika za inženirstvo in znanosti. Zvezek 1. Mc Graw Hill. 40–45.
2. Figueroa, D. Physics Series for Sciences and Engineering. 3. zvezek. Izdaja. Kinematika. 69–85.
3. Giancoli, D. Fizika: Načela uporabe. 6. ^st . Dvorana Ed Prentice. 19–36.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konceptualna fizikalna znanost. 5. ^st . Ed Pearson. 14-18.
5. Kirkpatrick, L. 2007. Fizika: pogled na svet. 6 ^ta Urejanje skrajšano. Cengage Learning. 15-19.
6. Wilson, J. 2011. Fizika 10. Pearsonova vzgoja. 116-119