Равномерно ускорено движение. Задачи и формули

Най-важната характеристика на движението на тялото е нейната скорост. Знаейки това, както и някои други параметри, винаги можем да определим времето на движение, изминатото разстояние, началната, крайната скорост и ускорението. Еднакво ускорено движение е само един вид движение. Обикновено се среща в проблеми във физиката от секцията за кинематика. При такива задачи се приема тялото материална точка което значително опростява всички изчисления.

Speed. ускорение

Преди всичко бих искал да насоча вниманието на читателя към факта, че тези две физически величини не са скаларни, а векторни. А това означава, че при решаването на определен вид проблеми е необходимо да се обърне внимание на това какъв вид ускорение има тялото по отношение на знака, а също и какъв е векторът на скоростта на самото тяло. Като цяло, в моменти на един изключително математически план, такива моменти са пропуснати, но във физиката това е много важно, защото в кинематиката, поради един неправилно даден знак, отговорът може да е погрешен.

примери

Като пример, можете да направите равномерно ускорено и еднакво забавено движение. Равномерно ускореното движение се характеризира, както е добре известно, с ускорението на тялото. Ускорението остава постоянно, но скоростта непрекъснато се увеличава във всяка отделна точка във времето. И при еднакво бавно движение, ускорението има отрицателна стойност, скоростта на тялото непрекъснато намалява. Тези два вида ускорения са в основата на много физически проблеми и често се срещат в проблемите на първата част от тестовете по физика.

Пример за равномерно ускорено движение

Еднакво ускорено движение, което срещаме всеки ден навсякъде. Никоя кола не се движи равномерно в реалния живот. Дори ако скоростомерът показва точно 6 километра в час, трябва да се разбере, че това не е така. Преди всичко, ако анализираме този въпрос от техническа гледна точка, първият параметър, който ще даде неточност, ще бъде устройството. По-скоро грешката му.

Общо ги срещаме измервателни и контролни инструменти. Същата линия. Вземете около десет парчета поне едни и същи (15 см всеки, например) владетели, макар и различни (15, 30, 45, 50 сантиметра). Прикрепете ги един към друг и ще забележите, че има малки неточности, а техните скали не съвпадат съвсем. Това е грешката. В този случай тя ще бъде равна на половината от цената на разделянето, както при другите инструменти, които произвеждат определени стойности.

Вторият фактор, който ще даде неточност, е мащабът на устройството. На скоростомера не се вземат предвид стойности като половин километър, един втори километър и т.н. Да забележите устройството е достатъчно твърдо око. Почти невъзможно. Но има промяна в скоростта. Нека на такава малка сума, но все пак. По този начин, това ще бъде равномерно ускорено движение, а не равномерно. Същото може да се каже и за обичайната стъпка. Да вървим, да речем, да вървим, а някой казва: скоростта ни е 5 километра в час. Но това не е съвсем вярно и защо, беше казано малко по-високо.

Ускорение на тялото

Ускорението може да бъде положително и отрицателно. Това беше споменато по-рано. Добавяме, че ускорението е векторна величина, чиято численост е равна на промяната в скоростта за определен период от време. Тоест, чрез формулата, тя може да бъде обозначена по следния начин: а = dV / dt, където dV е промяната в скоростта, dt е времевият интервал (промяна във времето).

нюанси

Веднага може да възникне въпросът как ускорението в тази ситуация може да бъде отрицателно. Тези хора, които задават подобен въпрос, го мотивират с факта, че дори скоростта не може да бъде отрицателна, не тогава. Всъщност времето не може да бъде отрицателно. Но често се забравя, че скоростта може да приеме отрицателни стойности. Това е векторно количество, не забравяйте за него! Всичко това, вероятно, в стереотипите и неправилното мислене.

За да решим проблемите, е достатъчно да разберем едно нещо: ускорението ще бъде положително, ако тялото се ускори. И тя ще бъде отрицателна, ако тялото се забави. Това е всичко, достатъчно просто. Най-простото логическо мислене или способността да се вижда между редовете вече ще бъде част от решението на физически проблем, свързан със скоростта и ускорението. Специален случай е гравитационно ускорение и не може да бъде отрицателен.

Формула. Решаване на проблеми

Трябва да се разбере, че задачите, свързани със скоростта и ускорението, са не само практически, но и теоретични. Затова ще ги анализираме и, ако е възможно, ще се опитаме да обясним защо този или този отговор е правилен или, напротив, погрешен.

Теоретичен проблем

Много често на изпити по физика в 9 и 11 клас могат да се срещнат такива въпроси: „Как ще се държи тялото, ако сумата на всички сили, действащи върху нея, е нула?“. Всъщност формулировката на въпроса може да бъде много различна, но отговорът все още е същият. Тук първото нещо, което трябва да направите, е да започнете повърхностни сгради и обикновено логическо мислене.

Изборът на студента се дава 4 отговора. Първо: "скоростта ще бъде нула". Втората: „скоростта на тялото намалява за определен период от време“. Трето: „скоростта на тялото е постоянна, но не е точно нула“. Четвърто: „скоростта може да има всякаква стойност, но във всеки момент от време тя ще бъде постоянна“.

Правилният отговор тук, разбира се, е четвъртият. Сега да видим защо. Нека се опитаме да разгледаме всички опции на свой ред. Както е известно, сумата от всички сили, действащи върху тялото, е продукт на маса и ускорение. Но масата остава постоянна, ние я отхвърляме. Това означава, че ако сумата на всички сили е нула, ускорението също ще бъде нула.

Така че приемем, че скоростта ще бъде нула. Но това не може да бъде, тъй като имаме нулево ускорение. Чисто физически, това е допустимо, но не и в този случай, тъй като сега говорим за нещо друго. Нека скоростта на тялото намалее за определен период от време. Но как може да се намали, ако ускорението е постоянно и е нула? Няма причини и предпоставки за намаляване или увеличаване на скоростта. Затова отхвърляме втория вариант.

Да предположим, че скоростта на тялото е постоянна, но не е точно нула. Това наистина ще бъде постоянно поради факта, че ускорението просто липсва. Но не можем да кажем със сигурност, че скоростта ще бъде различна от нула. Но четвъртият вариант - точно в ябълката. Скоростта може да бъде всяка, но тъй като няма ускорение, тя ще бъде постоянна във времето.

Практическа задача

Определете пътя, по който тялото е преминало в определен период от време t1-t2 (t1 = 0 секунди, t2 = 2 секунди), ако са налични следните данни. Началната скорост на тялото в интервала от 0 до 1 секунда е 0 метра в секунда, крайната скорост е 2 метра в секунда. Скоростта на тялото от 2 секунди също е равна на 2 метра в секунда.

Решаването на подобен проблем е съвсем просто, просто трябва да хванете неговата същност. Така че, трябва да намериш начин. Е, нека започнем да я търсим, след като сме избрали две области. Лесно е да се види, че първата част на пътя (от 0 до 1 секунда) тялото преминава равномерно ускорено, както се вижда от увеличаването на скоростта му. Тогава ще намерим това ускорение. Тя може да бъде изразена като разлика на скоростите, разделена на времето на движение. Ускорението ще бъде (2-0) / 1 = 2 метра в секунда на квадрат.

Съответно, изминатото разстояние на първия етап на пътя S ще бъде равно на: S = V0t + при ^ 2/2 = 0 * 1 + 2 * 1 ^ 2/2 = 0 + 1 = 1 метър. Във втората част на пътя в периода от 1 секунда до 2 секунди тялото се движи равномерно. Следователно, разстоянието ще бъде равно на V * t = 2 * 1 = 2 метра. Сега сумираме разстоянията, получаваме 3 метра. Това е отговорът.