Рівноприскорений прямолінійний рух. Прискорення. Швидкість рівноприскореного прямолінійного руху. Графіки проекцій прискорення та швидкості під час прямолінійного рівноприскореного руху.

Повторення

Механічний рух — це зміна з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл.

Розгляньте рис. Подумайте відносно яких тіл рухаються зображені на рисунку тіла? Відносно яких тіл вони перебувають у стані спокою? Чому механічний рух називають відносним?

Матеріальна точка — це фізична модель тіла, розмірами якого в умовах задачі можна знехтувати.

У якому випадку тіла, зображені на рис., можна вважати матеріальними точками?

Літак можна вважати матеріальною точкою в небі Автомобіль можна вважати матеріальною точкою відносно дороги Людину можна вважати матеріальною точкою відносно коня

Уявну лінію, яку описує тіло при своєму русі, називають траєкторією руху цього тіла.

Залежно від форми траєкторії розрізняють криволінійний і прямолінійний рухи.

Прямолінійний рух

Криволінійний рух

Довжина траєкторії дорівнює шляху, який подолало тіло

Шлях $l$ — це скалярна фізична величина.

Переміщення s — напрямлений відрізок прямої, який з’єднує початкове і кінцеве положення тіла, — це векторна фізична величина.

Якщо тіло за будь-які рівні інтервали часу здійснює однакові переміщення, то такий механічний рух називають рівномірним прямолінійним.

Швидкість $v$ такого руху не змінюється ані за значенням, ані за напрямком; напрямок вектора швидкості збігається з напрямком переміщення. Модуль швидкості рівномірного прямолінійного руху обчислюють за формулою $\vartheta=\frac{s}{t}$

Отже, озброївшись знаннями з попереднього курсу фізики, продовжимо вивчення кінематики.

Прискорення

Проведемо простий дослід, для якого візьмемо довгий жолоб і кульку. Піднявши один край жолоба, покладемо на нього кульку й відпустимо. Кулька почне скочуватися (рис. 28.3, а). Бачимо: чим далі буде кулька від верхнього краю жолоба, тим більшу відстань вона долатиме за 1 с. Це означає, що швидкість руху кульки з часом збільшується.

Повторимо дослід, збільшивши кут нахилу жолоба (рис. 28.3, б), — у цьому випадку швидкість руху кульки збільшуватиметься ще швидше. Кажуть, що кулька рухається з більшим прискоренням.

Прискорення — це векторна фізична величина, яка характеризує швидкість зміни швидкості руху тіла й дорівнює відношенню зміни швидкості руху тіла до інтервалу часу, за який ця зміна відбулася:

$\overrightarrow{a}=\frac{\overrightarrow{\vartheta}-\overrightarrow{\vartheta_0}}{t}$

Де $\overrightarrow{a}⃗$ — прискорення руху тіла; $\overrightarrow{\vartheta_0}$ — початкова швидкість (швидкість руху тіла в момент початку відліку часу); $\overrightarrow{\vartheta}$— швидкість руху тіла через інтервал часу $t$.

Одиниця прискорення в системі СІ - метр на секунду в квадраті $\left(м/с^2\right)$

Властивості прискорення

• Якщо прискорення спрямоване в бік руху тіла, то швидкість руху тіла збільшується (рівнодійна «підштовхує» і розганяє тіло).

• Якщо прискорення спрямоване протилежно до руху тіла, то швидкість руху тіла зменшується (рівнодійна «заважає» рухові й сповільнює його).

• Якщо a = 0, то сили, які діють на тіло, скомпенсовані й тіло рухається рівномірно прямолінійно або перебуває у стані спокою.

Для кожного випадку на рис. з’ясуйте, збільшується чи зменшується швидкість руху тіла в даний момент часу. Наведіть приклади таких рухів.

Рівноприскорений прямолінійний рух

Прямуючи до школи, ви то швидше, то повільніше збільшуєте швидкість свого руху, іноді сповільнюєте свій рух, а якісь інтервали часу рухаєтеся з незмінною швидкістю.

У цьому навчальному році ви розглядатимете найпростіший вид прискореного руху — рівноприскорений прямолінійний рух і довідаєтесь, що такий рух буває, якщо рівнодійна сил, прикладених до тіла, є незмінною.

Рівноприскорений прямолінійний рух — це рух, під час якого швидкість руху тіла за будь-які рівні інтервали часу змінюється однаково.

Інакше кажучи, рівноприскорений прямолінійний рух — це рух, під час якого тіло рухається прямолінійною траєкторією з незмінним прискоренням. Під час такого руху прискорення тіла не змінюється з часом, тому графік залежності $а_х (t)$являє собою відрізок прямої, паралельної осі часу.

Хвилинка релаксації

Швидкість рівноприскореного прямолінійного руху

Якщо тіло рухається рівноприскорено, то швидкість його руху весь час змінюється. Тому далі, говорячи про швидкість руху тіла, матимемо на увазі його миттєву швидкість.

Миттєва швидкість — це швидкість руху тіла в даний момент часу, швидкість руху в даній точці траєкторії.

Формула для обчислення миттєвої швидкості

$\overrightarrow{\vartheta}=\overrightarrow{\vartheta_0}+\overrightarrow{a}t$

Якщо задано рівняння проєкції швидкості руху тіла, то задано й початкову швидкість, і прискорення руху цього тіла.

Визначте початкову швидкість і прискорення руху тіла, якщо рівняння проєкції швидкості має вигляд: