Rovnomerný priamočiary pohyb je vzorec pre zrýchlenie. Rovnomerný priamočiary pohyb. I. fyzikálne základy mechaniky

Správa od administrátora:

Chlapci! Kto sa už dlho chcel učiť angličtinu?
Prejdite na a dostať dve bezplatné lekcie v škole anglického jazyka SkyEng!
Sám tam pracujem - veľmi cool. Existuje pokrok.

V aplikácii sa môžete učiť slovíčka, trénovať počúvanie a výslovnosť.

Skús to. Dve lekcie zadarmo s mojím odkazom!
Kliknite

priamočiary rovnomerný pohybje pohyb, pri ktorom teleso prejde rovnakú vzdialenosť v rovnakých časových intervaloch.

Jednotný pohyb- je to taký pohyb telesa, pri ktorom jeho rýchlosť zostáva konštantná (), to znamená, že sa pohybuje stále rovnakou rýchlosťou a nedochádza k zrýchleniu alebo spomaleniu ().

Priamočiary pohyb- toto je pohyb tela v priamke, to znamená, že trajektória, ktorú dostaneme, je priama.

Rovnomerná rýchlosť priamočiary pohyb nezávisí od času a v každom bode trajektórie smeruje rovnako ako pohyb telesa. To znamená, že vektor rýchlosti sa zhoduje s vektorom posunutia. Pri tom všetkom sa priemerná rýchlosť v akomkoľvek časovom období rovná počiatočnej a okamžitej rýchlosti:

Rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu je fyzikálna vektorová veličina rovnajúca sa pomeru posunutia telesa za ľubovoľné časové obdobie k hodnote tohto intervalu t:

z tohto vzorca. môžeme ľahko vyjadriť pohyb tela s rovnomerným pohybom:

Zvážte závislosť rýchlosti a posunu od času

Keďže sa naše telo pohybuje priamočiaro a rovnomerne zrýchlene (), potom bude graf so závislosťou rýchlosti od času vyzerať ako rovnobežná priamka s časovou osou.

v závislosti projekcie rýchlosti tela v závislosti od času nie je nič zložité. Projekcia pohybu tela sa číselne rovná ploche obdĺžnika AOBC, pretože veľkosť vektora posunu sa rovná súčinu vektora rýchlosti v čase, počas ktorého sa pohyb uskutočnil.

Na grafe vidíme posun verzus čas.

Z grafu je zrejmé, že projekcia rýchlosti sa rovná:

Krivočiary pohyb tela

Definícia krivočiareho pohybu telesa:

Krivočiary pohyb je typ mechanického pohybu, pri ktorom sa mení smer rýchlosti. Modul rýchlosti sa môže meniť.

Rovnomerný pohyb tela

Jednotná definícia pohybu tela:

Ak teleso prejde rovnaké vzdialenosti v rovnakých časových intervaloch, potom sa takýto pohyb nazýva. Pri rovnomernom pohybe má modul rýchlosti konštantnú hodnotu. A môže sa zmeniť.

Nerovnomerný pohyb tela

Definícia nerovnomerného pohybu tela:

Ak teleso prejde rôzne vzdialenosti v rovnakých časových intervaloch, potom sa takýto pohyb nazýva nerovnomerný. Pri nerovnomernom pohybe je modul rýchlosti premenlivý. Smer rýchlosti sa môže meniť.

Rovnomerný pohyb tela

Definícia rovnako premenlivého pohybu telesa:

Pri rovnomerne premenlivom pohybe je konštantná hodnota. Ak sa zároveň nemení smer rýchlosti, dostaneme priamočiary rovnomerne premenlivý pohyb.

Rovnomerne zrýchlený pohyb tela

Rovnomerne zrýchlený pohyb definície telesa:

Rovnako pomalý pohyb tela

Rovnomerne pomalý pohyb definície tela:

Keď hovoríme o mechanickom pohybe telesa, môžeme uvažovať o koncepte translačného pohybu telesa.

Jednotný pohyb- ide o pohyb konštantnou rýchlosťou, to znamená, keď sa rýchlosť nemení (v \u003d const) a nedochádza k zrýchleniu ani spomaleniu (a \u003d 0).

Priamočiary pohyb- ide o pohyb po priamke, to znamená, že dráha priamočiareho pohybu je priamka.

Ide o pohyb, pri ktorom telo robí rovnaké pohyby v ľubovoľných rovnakých časových intervaloch. Napríklad, ak rozdelíme nejaký časový interval na segmenty jednej sekundy, potom sa teleso rovnomerným pohybom posunie o rovnakú vzdialenosť pre každý z týchto segmentov času.

Rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu nezávisí od času a v každom bode trajektórie smeruje rovnako ako pohyb telesa. To znamená, že vektor posunutia sa zhoduje v smere s vektorom rýchlosti. V tomto prípade sa priemerná rýchlosť za akékoľvek časové obdobie rovná okamžitej rýchlosti:

vcp=v

Rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu je fyzikálna vektorová veličina rovnajúca sa pomeru posunutia telesa za ľubovoľné časové obdobie k hodnote tohto intervalu t:

=/t

Rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu teda ukazuje, aký pohyb vykoná hmotný bod za jednotku času.

sťahovanie s rovnomerným priamočiarym pohybom je určený vzorcom:

Prejdená vzdialenosť pri priamočiarom pohybe sa rovná modulu posunutia. Ak sa kladný smer osi OX zhoduje so smerom pohybu, potom sa priemet rýchlosti na os OX rovná rýchlosti a je kladný:

vx = v, t.j. v > 0

Priemet posunu na os OX sa rovná:

s = vt = x - x0

kde x 0 je počiatočná súradnica telesa, x je konečná súradnica telesa (alebo súradnica telesa kedykoľvek)

Pohybová rovnica, teda závislosť súradnice telesa od času x = x(t), má tvar:

x = x0 + vt

Ak je kladný smer osi OX opačný k smeru pohybu telesa, potom je priemet rýchlosti telesa na os OX záporný, rýchlosť je menšia ako nula (v< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

x = x0 - vt

Rovnomerný priamočiary pohyb Toto je špeciálny prípad nerovnomerného pohybu.

Nerovnomerný pohyb- ide o pohyb, pri ktorom teleso (hmotný bod) robí nerovnomerné pohyby v rovnakých časových intervaloch. Napríklad mestský autobus sa pohybuje nerovnomerne, pretože jeho pohyb pozostáva hlavne zo zrýchlenia a spomalenia.

Rovnomerne premenlivý pohyb je pohyb, pri ktorom je rýchlosť tela ( hmotný bod) pre všetky rovnaké časové intervaly sa mení rovnako.

Zrýchlenie telesa pri rovnomernom pohybe zostáva konštantná čo do veľkosti a smeru (a = const).

Rovnomerný pohyb môže byť rovnomerne zrýchlený alebo rovnomerne spomalený.

Rovnomerne zrýchlený pohyb- ide o pohyb telesa (hmotného bodu) s kladným zrýchlením, to znamená, že pri takomto pohybe sa teleso zrýchľuje s konštantným zrýchlením. Kedy rovnomerne zrýchlený pohyb modul rýchlosti telesa sa časom zvyšuje, smer zrýchlenia sa zhoduje so smerom rýchlosti pohybu.

Rovnomerne spomalený pohyb- ide o pohyb telesa (hmotného bodu) so záporným zrýchlením, to znamená, že pri takomto pohybe sa teleso rovnomerne spomalí. Pri rovnomerne spomalenom pohybe sú vektory rýchlosti a zrýchlenia opačné a modul rýchlosti sa časom znižuje.

V mechanike je každý priamočiary pohyb zrýchlený, preto sa spomalený pohyb od zrýchleného líši len znamienkom priemetu vektora zrýchlenia na zvolenú os súradnicového systému.

Priemerná rýchlosť premenlivého pohybu sa určí vydelením pohybu tela časom, počas ktorého bol tento pohyb vykonaný. Jednotkou priemernej rýchlosti je m/s.

vcp=s/t

Toto je rýchlosť telesa (hmotného bodu) v danom časovom okamihu alebo v danom bode trajektórie, teda hranica, ku ktorej má priemerná rýchlosť tendenciu klesať s nekonečným poklesom v časovom intervale Δt:

Vektor okamžitej rýchlosti rovnomerný pohyb možno nájsť ako prvú deriváciu vektora posunu vzhľadom na čas:

= "

Vektorová projekcia rýchlosti na osi OX:

vx = x'

toto je derivácia súradnice vzhľadom na čas (podobne sa získajú projekcie vektora rýchlosti na iné súradnicové osi).

Toto je hodnota, ktorá určuje rýchlosť zmeny rýchlosti telesa, teda hranicu, ku ktorej zmena rýchlosti smeruje s nekonečným poklesom v časovom intervale Δt:

Vektor zrýchlenia rovnomerného pohybu možno nájsť ako prvú deriváciu vektora rýchlosti vzhľadom na čas alebo ako druhú deriváciu vektora posunu vzhľadom na čas:

= " = " Vzhľadom na to, že 0 je rýchlosť telesa v počiatočnom časovom okamihu (počiatočná rýchlosť), je rýchlosť telesa v danom časovom okamihu (konečná rýchlosť), t je časový interval, počas ktorého sa mení rýchlosť, ktorá sa vyskytla, bude nasledovná:

Odtiaľ vzorec rovnomernej rýchlosti kedykoľvek:

0 + t karteziánsky systém súradnice zhodné v smere s trajektóriou telesa, potom je projekcia vektora rýchlosti na túto os určená vzorcom:

vx = v0x ± axt

Znamienko „-“ (mínus) pred priemetom vektora zrýchlenia označuje rovnomerne spomalený pohyb. Rovnice priemetov vektora rýchlosti na iné súradnicové osi sú zapísané podobne.

Keďže zrýchlenie je konštantné (a \u003d const) s rovnomerne premenlivým pohybom, graf zrýchlenia je priamka rovnobežná s osou 0t (časová os, obr. 1.15).

Ryža. 1.15. Závislosť zrýchlenia tela od času.

Rýchlosť verzus čas- toto je lineárna funkcia, ktorej graf je priamka (obr. 1.16).

Ryža. 1.16. Závislosť rýchlosti tela od času.

Graf závislosti rýchlosti od času(Obr. 1.16) to ukazuje

V tomto prípade sa posunutie numericky rovná ploche obrázku 0abc (obr. 1.16).

Plocha lichobežníka je polovica súčtu dĺžok jeho základní krát výška. Základy lichobežníka 0abc sú číselne rovnaké:

0a = v0 bc = v

Výška lichobežníka je t. Plocha lichobežníka, a teda aj projekcia posunu na os OX, sa teda rovná:


V prípade rovnomerne spomaleného pohybu je projekcia zrýchlenia záporná a vo vzorci pre projekciu posunutia je pred zrýchlenie umiestnené znamienko "-" (mínus).

Graf závislosti rýchlosti telesa od času pri rôznych zrýchleniach je na obr. 1.17. Graf závislosti posunu od času pri v0 = 0 je na obr. 1.18.

Ryža. 1.17. Závislosť rýchlosti tela od času pre rôzne hodnoty zrýchlenia.

Ryža. 1.18. Závislosť posunu tela od času.

Rýchlosť telesa v danom čase t 1 sa rovná dotyčnici uhla sklonu medzi dotyčnicou ku grafu a časovou osou v \u003d tg α a pohyb je určený vzorcom:

Ak nie je známy čas pohybu telesa, môžete použiť iný vzorec pre posun vyriešením systému dvoch rovníc:


Pomôže nám to odvodiť vzorec pre projekciu posunutia:

Keďže súradnice telesa sú kedykoľvek určené súčtom počiatočných súradníc a projekcie posunutia, bude to vyzerať takto:

Graf súradnice x(t) je tiež parabola (rovnako ako graf posunutia), ale vrchol paraboly sa vo všeobecnosti nezhoduje s počiatkom. Pre x< 0 и х 0 = 0 ветви параболы направлены вниз (рис. 1.18).

Podrobnosti Kategória: Mechanika Publikované dňa 17.03.2014 18:55 Zobrazenie: 16086

Uvažuje sa o mechanickom pohybe hmotný bod a pre pevné telo.

Pohyb hmotného bodu

translačný pohyb telo je absolútne tuhé mechanický pohyb, počas ktorej je akýkoľvek úsečka spojená s týmto telesom vždy v každom okamihu rovnobežná so sebou samým.

Ak mentálne spojíte akékoľvek dva body tuhého telesa s priamkou, potom bude výsledný segment v procese translačného pohybu vždy rovnobežný sám so sebou.

Pri translačnom pohybe sa všetky body tela pohybujú rovnakým spôsobom. To znamená, že prejdú rovnakú vzdialenosť v rovnakých časových intervaloch a pohybujú sa rovnakým smerom.

Príklady translačného pohybu: pohyb kabíny výťahu, misky mechanických váh, sane, ktoré behajú z kopca, pedále bicykla, vlaková plošina, piesty motora vo vzťahu k valcom.

rotačný pohyb

Pri rotačnom pohybe sa všetky body fyzického tela pohybujú v kruhoch. Všetky tieto kruhy ležia v rovinách navzájom rovnobežných. A stredy otáčania všetkých bodov sa nachádzajú na jednej pevnej priamke, ktorá je tzv os otáčania. Kruhy opísané bodmi ležia v rovnobežných rovinách. A tieto roviny sú kolmé na os rotácie.

Rotačný pohyb je veľmi bežný. Pohyb bodov na ráfiku kolesa je teda príkladom rotačného pohybu. Rotačný pohyb opisuje vrtuľu ventilátora atď.

Rotačný pohyb je charakterizovaný nasledujúcim fyzikálnych veličín: uhlová rýchlosť otáčania, perióda otáčania, frekvencia otáčania, lineárna rýchlosť bodu.

uhlová rýchlosť teleso s rovnomernou rotáciou sa nazýva hodnota rovnajúca sa pomeru uhla rotácie k časovému intervalu, počas ktorého k tejto rotácii došlo.

Čas, ktorý telo potrebuje na dokončenie jednej otáčky, sa nazýva doba rotácie (T).

Počet otáčok, ktoré telo vykoná za jednotku času, sa nazýva rýchlosť (f).

Frekvencia rotácie a perióda sú vo vzťahu T = 1/f.

Ak je bod vo vzdialenosti R od stredu otáčania, jeho lineárna rýchlosť je určená vzorcom:

Ak sa poloha daného telesa voči okolitým objektom časom mení, potom sa toto teleso pohybuje. Ak poloha tela zostane nezmenená, potom je telo v pokoji. Jednotkou času v mechanike je 1 sekunda. Pod časovým intervalom sa rozumie číslo t s oddeľujúce akékoľvek dva po sebe idúce javy.

Pri pozorovaní pohybu tela často vidíme, že pohyby rôzne body telá sú rôzne; takže keď sa koleso valí po rovine, stred kolesa sa pohybuje priamočiaro a bod ležiaci na obvode kolesa opisuje krivku (cykloidu); dráhy, ktoré tieto dva body prejdú za rovnaký čas (na 1 otáčku), sú tiež odlišné. Preto štúdium pohybu tela začína štúdiom pohybu jedného bodu.

Čiara opísaná pohybujúcim sa bodom v priestore sa nazýva trajektória tohto bodu.

Priamočiary pohyb bodu je pohyb, ktorého dráha je priamka.

Krivočiary pohyb je pohyb, ktorého dráha nie je priamka.

Pohyb je určený smerom, trajektóriou a dráhou prejdenou za určitý čas (obdobie).

Rovnomerný pohyb bodu je taký pohyb, pri ktorom sa zachováva pomer prejdenej vzdialenosti S k príslušnému časovému intervalu konštantná hodnota na akékoľvek časové obdobie, t.j.

S/t = konšt(konštantný).(15)

Tento konštantný pomer dráhy k času sa nazýva rýchlosť rovnomerného pohybu a označuje sa písmenom v. Touto cestou, v = S/t. (16)

Vyriešením rovnice pre S dostaneme S = vt, (17)

t.j. hodnota dráhy, ktorú prejde bod v rovnomernom pohybe, sa rovná súčinu rýchlosti a času. Riešením rovnice pre t to zistíme t = S/v,(18)

t.j. čas, za ktorý bod s rovnomerným pohybom prejde danou dráhou, sa rovná pomeru tejto dráhy k rýchlosti pohybu.

Tieto rovnosti sú základnými vzorcami pre rovnomerný pohyb. Podľa týchto vzorcov je určená jedna z troch hodnôt S, t, v, keď sú známe ďalšie dve.

Rozmer rýchlosti v = dĺžka / čas = m/s.

Nerovnomerný pohyb je taký pohyb bodu, pri ktorom pomer prejdenej vzdialenosti k zodpovedajúcemu časovému úseku nie je konštantnou hodnotou.

Pri nerovnomernom pohybe bodu (telesa) sa často uspokoja s nájdením priemernej rýchlosti, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu za dané časové obdobie, ale nedáva predstavu o rýchlosti bodu v jednotlivých momentoch. , teda skutočnú rýchlosť.

Skutočná rýchlosť nerovnomerného pohybu je rýchlosť, ktorou sa bod momentálne pohybuje.

Priemerná rýchlosť bodu je určená vzorcom (15).

Takmer často spokojný priemerná rýchlosť prijať to ako pravdu. Napríklad rýchlosť stola hoblíka je konštantná, s výnimkou momentov, kedy sa pracovník rozbehne a spustenia voľnobehu, no tieto momenty sú vo väčšine prípadov zanedbané.

V priečnom rezacom stroji, v ktorom sa rotačný pohyb mení na translačný vahadlovým mechanizmom, je rýchlosť posúvača nerovnomerná. Na začiatku zdvihu sa rovná nule, potom sa zvýši na určitú maximálnu hodnotu v momente zvislej polohy krídel, potom začne klesať a na konci zdvihu sa opäť zmení na nula. Vo väčšine prípadov sa pri výpočtoch používa priemerná rýchlosť v cf posúvača, ktorá sa berie ako skutočná rýchlosť rezania.

Rýchlosť posúvača lamelového krížového hoblíka možno charakterizovať ako rovnomerne variabilnú.

Rovnomerne premenlivý pohyb je pohyb, pri ktorom sa rýchlosť zvyšuje alebo znižuje o rovnakú hodnotu v rovnakých časových intervaloch.

Rýchlosť rovnomerne premenlivého pohybu vyjadruje vzorec v = v 0 + at, (19)

kde v je rýchlosť rovnomerne premenlivého pohybu v danom okamihu, m/s;

v 0 - rýchlosť na začiatku pohybu, m / s; a - zrýchlenie, m/s 2.

Zrýchlenie je zmena rýchlosti za jednotku času.

Zrýchlenie a má rozmer rýchlosť / čas = m / sec 2 a je vyjadrený vzorcom a = (v-v 0) / t. (dvadsať)

Pre v 0 = 0, a = v/t.

Dráha prejdená počas rovnomerne premenlivého pohybu je vyjadrená vzorcom S \u003d ((v 0 + v) / 2) * t \u003d v 0 t + (pri 2) / 2. (21)

Translačný pohyb tuhého telesa a je taký pohyb, pri ktorom sa akákoľvek priamka na tomto telese pohybuje rovnobežne so sebou samým.

Pri translačnom pohybe sú rýchlosti a zrýchlenia všetkých bodov telesa rovnaké a v akomkoľvek bode sú to rýchlosť a zrýchlenie telesa.

Rotačný pohyb je taký pohyb, pri ktorom všetky body určitej priamky (osi) zachytené v tomto telese zostanú nehybné.

Pri rovnomernej rotácii v rovnakých časových intervaloch sa teleso otáča v rovnakých uhloch. Uhlová rýchlosť charakterizuje veľkosť rotačného pohybu a označuje sa písmenom ω (omega).

Vzťah medzi uhlovou rýchlosťou ω a počtom otáčok za minútu je vyjadrený rovnicou: ω \u003d (2πn) / 60 \u003d (πn) / 30 stupňov / s. (22)

Rotačný pohyb je špeciálnym prípadom krivočiareho pohybu.

Rýchlosť rotačného pohybu bodu smeruje tangenciálne k trajektórii pohybu a svojou veľkosťou sa rovná dĺžke oblúka, ktorý bod prejde v príslušnom časovom intervale.

Rýchlosť pohybu bodu rotujúceho telesa vyjadrené rovnicou

v = (2πRn)/(1000*60)= (πDn)/(1000*60) m/s, (23)

kde n je počet otáčok za minútu; R je polomer rotačnej kružnice.

Uhlové zrýchlenie charakterizuje zvýšenie uhlovej rýchlosti za jednotku času. Označuje sa písmenom ε (epsilon) a vyjadruje sa vzorcom ε = (ω - ω 0) / t. (24)