ЈЕДНОСТАВНО УБРЗАНО ПРАВОЦРТНО КРЕТАЊЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ФОРМУЛЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Равномерно убрзано праволинијско кретање је онај који пролази у правој линији иу којој покретни повећава тело или смањује брзину при брзини константном. Та брзина је величина која описује брзину којом се брзина мења и назива се убрзање.

У случају једнолико убрзаних или различитих правокутних кретања (МРУВ), константно убрзање је одговорно за промену величине брзине. У другим врстама покрета, убрзање је такође у могућности да промени правац и осећај брзине, или чак само промену смера, као у једноличном кружном кретању.

Слика 1. Убрзани покрети су најчешћи. Извор: Пикабаи.

Пошто убрзање представља промену брзине у току времена, његове јединице у Међународном систему су м / с ² (квадратни метри током секунди). Као и брзина, убрзање може бити додељено позитивном или негативном знаку, у зависности да ли се брзина повећава или смањује.

Убрзање рецимо +3 м / с ² значи да за сваку секунду која прође, брзина мобилног повећава се за 3 м / с. Ако је на почетку покрета (при т = 0) брзина мобилног телефона била +1 м / с, тада ће након једне секунде бити 4 м / с, а након 2 секунде она ће бити 7 м / с.

Код једнолико различитих правокутних кретања узимају се у обзир разлике у брзини које свакодневно доживљавају покретни предмети. То је реалнији модел од једнообразног правоугаонег кретања. Упркос томе, још увек је прилично ограничен, јер ограничава мобилни телефон да путује само правој линији.

карактеристике

Ово су главне карактеристике равномерно убрзаног правоугаоног кретања:

- Кретање се увек одвија равно.

-Убрзање мобилног је константно, и по величини и у правцу и у смислу.

-Мобилна брзина се линеарно повећава (или смањује).

-Од убрзавања остаје константан у времену т, график његове величине у функцији времена је права линија. У примјеру приказаном на слици 2, линија је обојена плаво, а вриједност убрзања се очитава на вертикалној оси, приближно +0,68 м / с ² .

Слика 2. Графикон убрзања у односу на вријеме за једнолико разнолико правоцртно кретање. Извор: Викимедиа Цоммонс.

-Граф брзине в у односу на т је равна линија (зеленом бојом на слици 3) чији је нагиб једнак убрзању мобилног. На примјеру је нагиб позитиван.

Слика 3. Графикон брзине наспрам времена за једнолико разнолико правоцртно кретање. Извор: Викимедиа Цоммонс.

-Осечени вертикалном оси означава почетну брзину, у овом случају је 0,4 м / с.

-На крају, графикон положаја к у односу на време је кривуља приказана црвеном бојом на слици 4, која је увек парабола.

Слика 4. Графички приказ положаја у односу на време за равномерно различито правоугаоно кретање. Извор: модификовано из Викимедиа Цоммонс.

Удаљеност пређених од в вс. графикона. т

Имајући граф в вс. т, израчунати удаљеност коју је мобилни телефон веома лако. Пређена удаљеност једнака је површини испод линије која је у жељеном временском интервалу.

У приказаном примеру, претпоставимо да желите да знате удаљеност коју је мобилни телефон прешао између 0 и 1 секунде. Користећи овај графикон, погледајте слику 5.

Слика 5. Графикон за израчун удаљености коју је мобилни мобилни телефон прешао. Извор: модификовано из Викимедиа Цоммонс.

Тражени удаљеност нумерички је еквивалентан подручју трапеза засјењеног на слици 3. Површина трапеза је дата са: (главна база + мања база) к висина / 2

Такође је могуће поделити засјењено подручје на троугао и правоугаоник, израчунати одговарајуће површине и додати их. Пређена удаљеност је позитивна, било да честица иде удесно или улево.

Формуле и једначине

И просечно убрзање и тренутно убрзање имају исту вредност у МРУВ-у, дакле:

-Убрзање: а = константа

Када је убрзање једнако 0, кретање је уједначено правоцртно, јер би брзина у овом случају била константна. Знак а може бити позитиван или негативан.

Пошто је убрзање нагиб линије в наспрам т, једначина в (т) је:

-Сбрза као функција времена: в (т) = в _о + ат

Где в _о је вредност почетне брзине мобилног

-Подлога као функција времена: к (т) = к _или + в _или т + ½ат ²

Када време није доступно, али уместо тога постоје брзине и помаци, постоји врло корисна једначина која се добија решавањем времена в (т) = в _или + ат и супституцијом у последњој једначини. Је око:

Решене вежбе

Приликом решавања вежбе кинематике важно је осигурати да се ситуација прилагоди моделу који ће се користити. На примјер, једнаџбе једноликог правокутног кретања не вриједе за убрзано кретање.

А они убрзаног кретања, на пример, не важе за кружно или криво кретање. Прва од ових вежби решених у наставку комбинује два мобитела са различитим покретима. Да бисте га правилно решили, потребно је прећи на одговарајући модел кретања.

-Решена вежба 1

Да би сазнао дубину бунара, дете баци новчић и истовремено активира свој тајмер, који се зауставља тек кад чује како новчић удара воду. Читање је било 2,5 секунде. Знајући да је брзина звука у ваздуху 340 м / с, израчунајте дубину бушотине.

Решење

Нека је х дубина бунара. Кованица путује то растојање у слободном паду, једнолико различитог вертикалног кретања, почетном брзином 0, како новчић пада, тако и константним убрзањем према доље једнаком 9,8 м / с ² . Узмите времена т _м у томе.

Једном када новчић погоди воду, звук изазван кликом прелази на дететово ухо, које заустави штоперицу након што га чује. Нема разлога да верујемо да се брзина звука мења како се повећава бунар, тако да је кретање звука уједначено праволинијско. Звук се времену т _а да достигне дете.

Једнаџба кретања за новчић:

Где су к и а једначина за позицију наведену у претходном одељку, замењени су х и г.

Једначина кретања звука:

Ово је позната раван једначења = брзина к време. Са ове две једначине имамо три непознанице: х, тм и тс. За времена у којима постоји веза, познато је да свему треба 2,5 секунде, дакле:

Изједначавање обе једначине:

Брисање времена и замјена:

Ово је квадратна једначина са два решења: 2.416 и -71.8. Изабрано је позитивно решење, које има смисла, јер време не може бити негативно и у сваком случају мора бити мање од 2,5 секунде. За ово време се добија заменом дубине бушотине:

-Решена вежба 2

Аутомобил који путује брзином од 90 км / х приближава се прелазној улици са семафорима. Кад је удаљен 70 м, светли жуто светло које траје 4 секунде. Удаљеност између семафора и следећег угла је 50 м.

Возач има ове две могућности: а) кочење при - 4 м / с ² или б) убрзање на + 2 м / с ² . Која од две опције омогућава возачу да заустави или пређе цесту авенију пре него што се лампица поцрвени?

Решење

Почетни положај возача је к = 0 управо када види да се упали жуто светло. Важно је правилно претворити јединице: 90 км / х једнако је 25 м / с.

Према опцији а), возач путује у 4 секунде колико траје жуто светло:

Док траје жуто светло, возач путује овако:

к = 25,4 + ½,2,4 ² м = 116 м

Али 116 м је мање од доступне удаљености да бисте стигли до следећег угла, а то је 70 + 50 м = 120 м, тако да не може прећи целу улицу пре него што се упали црвено светло. Препоручена акција је кочење и задржавање 2 метра од семафора.

Апликације

Људи свакодневно доживљавају ефекте убрзања: када путују аутомобилом или аутобусом, јер непрестано требају кочити и убрзавати да би прилагодили брзину препрекама на путу. Убрзање се такође осећа када се дижете у лифту.

Забавни паркови су места на којима људи плаћају да би доживели ефекте убрзања и забавили се.

У природи, једнолико различито правокутно кретање се примећује када неки предмет слободно падне или када се баци вертикално нагоре и чека да се врати на земљу. Ако се занемари отпор ваздуха, вредност убрзања је вредност гравитације: 9,8 м / с2.

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