Параграф 5 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение

Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равномерно ускоренное движение

Равномерное движение встречается в жизни редко, чаще всего тела двигаются неравномерно. Для описания такого движения используют среднюю путевую скорость, которая равна отношению пути, пройденного телом, ко времени, за которое этот путь был пройден. Средняя путевая скорость — это скалярная величина, которая характеризует движение в целом, не отражая деталей изменения скорости на различных участках. Она позволяет оценить время прохождения пути и помогает составить прогноз о движении в будущем. Средняя путевая скорость особенно полезна для расчёта времени прибытия, но её недостаток заключается в отсутствии информации о направлении движения. Поэтому в задачах механики дополнительно вводится понятие средней скорости перемещения.

Средняя скорость перемещения

Средняя скорость перемещения — векторная величина, характеризующая изменение положения тела в пространстве за определённый промежуток времени. Она показывает, в каком направлении и насколько сместилось тело относительно начального положения. Средняя скорость перемещения позволяет точнее описать движение, так как учитывает направление вектора. В отличие от средней путевой скорости, средняя скорость перемещения отражает, куда двигалось тело и на сколько изменилась его координата. Для неравномерного движения средняя скорость будет разной на различных участках траектории. Величину средней скорости перемещения рассчитывают как отношение модуля перемещения к времени, за которое это перемещение было совершено.

Мгновенная скорость

Для точного анализа быстроты движения в каждой точке траектории вводится мгновенная скорость. Мгновенная скорость — это скорость тела в данный момент времени и в данной точке траектории. Она равна отношению малого перемещения к малому промежутку времени, в течение которого произошло это перемещение. По мере уменьшения промежутка времени мгновенная скорость приближается к реальной скорости тела. Направление мгновенной скорости совпадает с направлением движения тела в данный момент. Мгновенная скорость позволяет более точно учитывать изменения в движении и определяет, как быстро тело изменяет своё положение в каждой точке пути.

Равномерно ускоренное движение

Равномерно ускоренное движение — это движение, при котором скорость тела меняется равномерно за одинаковые промежутки времени. Для такого движения вводится понятие ускорения, которое равно отношению изменения скорости к времени, за которое это изменение произошло. Ускорение — векторная величина, имеющая направление и модуль. Величина ускорения показывает, как быстро тело изменяет свою скорость. Если ускорение направлено в сторону движения, тело ускоряется, а если в противоположную сторону — замедляется. Формула ускорения записывается как ​​, где v и v_0​ — конечная и начальная скорости, а t — время изменения скорости.

Пример расчёта ускорения

Для примера можно рассмотреть санки, которые равномерно разгоняются при спуске с горы. В точке A их скорость равна 0,4 м/с, а в точке B — 2 м/с. Ускорение санок равно изменению скорости, делённому на время, за которое это изменение произошло. Применяя формулу ускорения, находим его значение: a=(2−0,4)/4=0,4 м/с². Это ускорение положительное, так как скорость увеличивается в сторону движения. На следующем участке санки замедляются и останавливаются в точке D, что означает отрицательное ускорение. Зная начальную и конечную скорость, можно рассчитать величину отрицательного ускорения, применяя ту же формулу.