РАВНОМЕРНО ПРАВОУГАОНО КРЕТАЊЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФОРМУЛЕ, ВЕЖБЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Кретање униформа праволинијски или константа брзина је она у којој се честица креће дуж праве линије и са константном брзином. На овај начин мобилни превози једнаке удаљености у једнаким временима. На пример, ако за 1 секунду пређете 2 метра, након 2 секунде прешли ћете 4 метра и тако даље.

Да би се направио тачан опис кретања, било да је уједначен правоцртни или било који други, потребно је успоставити референтну тачку, која се такође назива и порекло, у односу на коју мобилни мења положај.

Слика 1. Аутомобил који се креће равном цестом константном брзином има једнолико правоцртно кретање. Извор: Пикабаи.

Ако се покрет креће у потпуности по равној линији, занимљиво је знати у ком правцу се креће дуж њега.

На хоризонталној линији, могуће је да мобилни иде десно или лево. Разлика између две ситуације врши се знаковима, уобичајена конвенција је следећа: десно следим (+), а лево потписујем (-).

Када је брзина константна, мобилни телефон не мења смер или осећај, а такође величина његове брзине остаје непромењена.

карактеристике

Главне карактеристике једнообразног правокутног кретања (МРУ) су следеће:

- Кретање се увек одвија равно.

-Мобилни са МРУ путује једнаким удаљеностима или размацима у једнаким временима.

- Брзина остаје непромењена и по величини и у правцу и у смислу.

-М МРУ недостаје убрзање (нема промене брзине).

-С обзиром да брзина в остаје константна у времену т, граф њене величине као функције времена прави је правац. У примјеру на слици 2, линија је обојена зелено и вриједност брзине се очитава на вертикалној оси, приближно +0,68 м / с.

Слика 2. Графикон брзине према времену за МРУ. Извор: Викимедиа Цоммонс.

-Графикон к положаја у односу на време је равна линија, чији је нагиб једнак брзини мобилног. Ако је линија графа к вс т хоризонтална, покретни је у мировању, ако је нагиб позитиван (граф са слике 3), брзина је такође позитивна.

Слика 3. Графикон позиције као функција времена за мобилни телефон с МРУ-ом који је започео од настанка. Извор: Викимедиа Цоммонс.

Удаљеност пређених од в вс. графикона. т

Знајте удаљеност коју је мобилни телефон прешао када је в вс. графикон доступан. т је врло једноставно. Пређена удаљеност једнака је површини испод линије и у жељеном временском интервалу.

Претпоставимо да желите да знате удаљеност коју је мобилни телефон приказао на слици 2 у интервалу између 0,5 и 1,5 секунди.

То је подручје засјењеног правокутника на слици 4. Израчунава се проналажењем резултата множења основе правоугаоника са његовом висином, чија се вриједност очитава из графикона.

Слика 4. Подручје шрафирања једнака је пређеној удаљености. Извор: модификовано из Викимедиа Цоммонс.

Удаљеност је увек позитивна количина, без обзира да ли иде десно или лево.

Формуле и једначине

У МРУ су просечна брзина и тренутна брзина увек исте, а пошто је њихова вредност нагиб графа к вс т који одговара линији, одговарајуће једначине као функција времена су следеће:

-Подлога као функција времена: к (т) = к _о + вт

Када је в = 0, то значи да је мобилни телефон у мировању. Одмор је посебан случај кретања.

-Убрзање као функција времена: а (т) = 0

У равномерном правоугаоном кретању нема промене брзине, па је убрзање нула.

Решене вежбе

Приликом решавања вежбе, водите рачуна да ситуација одговара моделу који треба да користите. Пре употребе једнаџби МРУ-а, посебно је потребно да се увере да ли су применљиве.

Следеће решене вежбе су проблеми са два мобилна телефона.

Решена вежба 1

Двојица атлетичара прилазе једни другима са константном брзином од 4,50 м / с односно 3,5 м / с, у почетку одвојени удаљеност од 100 метара, као што је приказано на слици.

Ако сваки од њих одржава своју брзину константном, пронађите: а) Колико времена им је потребно да се сретну? б) Каква ће бити позиција сваког у том времену?

Слика 5. Два тркача крећу се константном брзином једна према другој. Извор: селф маде.

Решење

Прво је навести порекло координатног система који ће служити као референца. Избор зависи од преференције особе која решава проблем.

Обично је к = 0 изабран десно на почетној тачки мобилних телефона, може бити у левом или десном ходнику, може бити изабран и у средини оба.

а) Изабрат ћемо к = 0 на лијевом тркачу или тркачу 1, дакле почетни положај овог је к ₀₁ = 0, а за тркача 2 то ће бити к ₀₂ = 100 м. Тркач 1 креће се с лева на десно брзином в ₁ = 4,50 м /, док тркач 2 креће се с десна на лијево брзином од –3,50 м / с.

Једначење кретања за првог тркача

Једначење кретања другог тркача

Како је време исто за оба т ₁ = т ₂ = т, када се сусретну, положај обојице ће бити исти, дакле к ₁ = к ₂ . Подударање:

То је једначина првог степена за време, чије је решење т = 12,5 с.

б) Оба тркача су у истом положају, па се то утврђује заменом времена добијеног у претходном одељку у било којој од једначина позиције. На пример, можемо да користимо брокер 1:

Исти резултат је добивен замјеном т = 12,5 с у једначини положаја за тркача 2.

-Решена вежба 2

Зец изазива корњачу да претрчи раздаљину од 2,4 км и да буде фер, даје му пола сата вожње. У игри корњача напредује брзином од 0,25 м / с, што је максимум који може да покрене. Након 30 минута зец трчи брзином од 2 м / с и брзо хвата корњачу.

Након што је наставила још 15 минута, мисли да има времена да се успава и ипак победи у трци, али заспи 111 минута. Кад се пробуди, трчи свим силама, али корњача је већ прешла циљну линију. Пронађи:

а) Са којом предност корњача побјеђује?

б) Тренутак у којем зец преплави корњачу

ц) Тренутак у којем корњача престиже зеца.

Решење за)

Трка почиње у т = 0. Положај корњаче: к _Т = 0,25т

Покрет зеца има следеће делове:

-Одржавајте предност коју је дала корњачи: 0 <т <30 минута:

- Утрчите корњачу и наставите мало трчати након што је прођете; укупно има 15 минута кретања.

-Спијте 111 минута (одмор)

-Буди се прекасно (финални спринт)

Трајање трчања било је: т = 2400 м / 0,25 м / с = 9600 с = 160 мин. Од овог времена намазимо 111 минута од дријема и 30 минута унапред, што чини 19 минута (1140 секунди). Значи да сте трчали 15 минута пре спавања и 4 минута након што сте се пробудили за спринтер.

У то време је зец прешао следећу раздаљину:

д _Л = 2 м / с. (15. 60 с) + 2 м / с (4. 60 с) = 1800 м + 480 м = 2280 м.

Како је укупна удаљеност износила 2400 метара, одузимањем обе вредности испада да је зец био удаљен 120 метара од циља.

Решење б)

Положај зеца пре спавања је к _Л = 2 (т - 1800), с обзиром на кашњење од 30 минута = 1800 секунди. Изједначавајући к _{Т и} к _Л проналазимо време у коме су:

Решење ц)

У тренутку када зец преплави корњачу, спава 1800 метара од старта:

Апликације

МРУ је најједноставнији покрет који се може замислити и зато је први који се проучава у кинематикама, али многи сложени покрети могу се описати као комбинација овог и других једноставних покрета.

Ако особа напусти своју кућу и вози се док не стигне на дугачак правац аутопут којим ће се кретати истом брзином дуже време, његово кретање може се глобално описати као МРУ, не улазећи у додатне детаље.

Наравно, особа мора пријећи неколико пута прије уласка и изласка с аутопута, али помоћу овог модела кретања вријеме трајања путовања може се процијенити знајући приближну удаљеност између почетне и долазне точке.

У природи светлост има једнолико правоцртно кретање чија брзина је 300 000 км / с. Слично томе, може се претпоставити да је кретање звука у ваздуху уједначено праволинијско са брзином од 340 м / с у многим апликацијама.

Када се анализирају други проблеми, на пример кретање носача набоја унутар жице проводника, приближавање МРУ-а се такође може користити да се представи шта се дешава унутар проводника.

Референце

1. Бауер, В. 2011. Физика за инжењерство и науке. Свезак 1. Мц Грав Хилл. 40-45.
2. Фигуероа, Д. Физичка серија за науке и инжењерство. Волуме 3рд. Едитион. Кинематика. 69-85.
3. Гианцоли, Д. Физика: принципи примјене. 6 ^-ог . Ед Прентице Халл. 19-36.
4. Хевитт, Паул. 2012. Концептуална физичка наука. 5 ^-ог . Ед Пеарсон. 14-18.
5. Киркпатрицк, Л. 2007. Физика: поглед на свет. 6 ^та Уређивање скраћено. Ценгаге Леарнинг. 15-19.
6. Вилсон, Ј. 2011. Физика 10. Пеарсон Едуцатион. 116-119.