Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Любое физическое явление или процесс в окружающем нас материальном мире представляет собой закономерный ряд изменений, происходящих во времени и пространстве. Механическое движение, то есть изменение положения данного тела (или его частей) относительно других тел, – это простейший вид физического процесса. Механическое движение тел изучается в разделе физики, который называется механикой . Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени .

Одна из основных частей механики, которая называется кинематикой , рассматривает движение тел без выяснения причин этого движения. Кинематика отвечает на вопрос: как движется тело? Другой важной частью механики является динамика , которая рассматривает действе одних тел на другие как причину движения. Динамика отвечает на вопрос: почему тело движется именно так, а не иначе?

Механика – одна из самых древних наук. Определенные познания в этой области были известны задолго до новой эры (Аристотель (IV век до н. э.), Архимед (III в. до н.э.)). Однако, качественная формулировка законов механики началась только в XVII веке н. э., когда Г. Галилей открыл кинематический закон сложения скоростей и установил законы свободного падения тел. Через несколько десятилетий после Галилея великий И. Ньютон (1643–1727) сформулировал основные законы динамики.

В механике Ньютона движение тел рассматривается при скоростях, много меньше скорости света в пустоте. Ее называют классической или ньютоновской механикой в отличие от релятивистской механики, созданной в начале XX века главным образом благодаря работам А. Эйнштейна (1879–1956).

В релятивистской механике движение тел рассматривается при скоростях, близких к скорости света. Классическая механика Ньютона является предельным случаем релятивистской при .

Содержание
  1. Кинематика
  2. 1.1. Основные понятия кинематики
  3. Векторы ускорения и скорости. Ускорение и сила. Направления тангенциального и нормального ускорений
  4. Что такое скорость и ускорение?
  5. Куда направлены векторы ускорения и скорости?
  6. Действующая на тело сила и ускорение
  7. Движение по окружности и ускорение
  8. Кинематика
  9. Механическое движение и его виды
  10. Относительность механического движения
  11. Правило сложения перемещений
  12. Правило сложения скоростей
  13. Относительная скорость
  14. Скорость
  15. Ускорение
  16. Равномерное движение
  17. График скорости (проекции скорости)
  18. График перемещения (проекции перемещения)
  19. Прямолинейное равноускоренное движение
  20. Свободное падение (ускорение свободного падения)
  21. Движение тела по вертикали
  22. Движение тела, брошенного горизонтально
  23. Движение тела, брошенного под углом к горизонту (баллистическое движение)
  24. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью
  25. 💥 Видео

Видео:Как найти проекцию вектора скорости и ускорения. Выполнялка 112Скачать

Как найти проекцию вектора скорости и ускорения. Выполнялка 112

Кинематика

Изменение вектора скорости тела Изменение вектора скорости тела

Видео:Физика - перемещение, скорость и ускорение. Графики движения.Скачать

Физика - перемещение, скорость и ускорение. Графики движения.

1.1. Основные понятия кинематики

Кинематикой называют раздел механики, в котором движение тел рассматривается без выяснения причин, его вызывающих.

Механическим движением тела называют изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Механическое движение относительно . Движение одного и того же тела относительно разных тел оказывается различным. Для описания движения тела нужно указать, по отношению к какому телу рассматривается движение. Это тело называют телом отсчета .

Система координат, связанная с телом отсчета, и часы для отсчета времени образуют систему отсчета , позволяющую определять положение движущегося тела в любой момент времени.

В Международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр , а за единицу времени – секунда .

Всякое тело имеет определенные размеры. Различные части тела находятся в разных местах пространства. Однако, во многих задачах механики нет необходимости указывать положения отдельных частей тела. Если размеры тела малы по сравнению с расстояниями до других тел, то данное тело можно считать его материальной точкой . Так можно поступать, например, при изучении движения планет вокруг Солнца.

Если все части тела движутся одинаково, то такое движение называется поступательным . Поступательно движутся, например, кабины в аттракционе «Колесо обозрения», автомобиль на прямолинейном участке пути и т. д. При поступательном движении тела его также можно рассматривать как материальную точку.

Тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь, называется материальной точкой .

Понятие материальной точки играет важную роль в механике.

Перемещаясь с течением времени из одной точки в другую, тело (материальная точка) описывает некоторую линию, которую называют траекторией движения тела .

Положение материальной точки в пространстве в любой момент времени ( закон движения ) можно определять либо с помощью зависимости координат от времени , , (координатный способ), либо при помощи зависимости от времени радиус-вектора Изменение вектора скорости тела(векторный способ), проведенного из начала координат до данной точки (рис. 1.1.1).

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.1.

Перемещением тела Изменение вектора скорости теланазывают направленный отрезок прямой, соединяющий начальное положение тела с его последующим положением. Перемещение есть векторная величина.

Пройденный путь равен длине дуги траектории, пройденной телом за некоторое время . Путь – скалярная величина.

Если движение тела рассматривать в течение достаточно короткого промежутка времени, то вектор перемещения окажется направленным по касательной к траектории в данной точке, а его длина будет равна пройденному пути.

В случае достаточно малого промежутка времени пройденный телом путь почти совпадает с модулем вектора перемещения Изменение вектора скорости телаПри движении тела по криволинейной траектории модуль вектора перемещения всегда меньше пройденного пути (рис. 1.1.2).

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.2.

Для характеристики движения вводится понятие средней скорости :

Изменение вектора скорости тела

В физике наибольший интерес представляет не средняя, а мгновенная скорость , которая определяется как предел, к которому стремится средняя скорость на бесконечно малом промежутке времени :

Изменение вектора скорости тела

В математике такой предел называют производной и обозначают Изменение вектора скорости телаили Изменение вектора скорости тела

Мгновенная скорость Изменение вектора скорости телатела в любой точке криволинейной траектории направлена по касательной к траектории в этой точке. Различие между средней и мгновенной скоростями показано на рис. 1.1.3.

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.3.

При движении тела по криволинейной траектории его скорость Изменение вектора скорости телаизменяется по модулю и направлению. Изменение вектора скорости Изменение вектора скорости телаза некоторый малый промежуток времени можно задать с помощью вектора Изменение вектора скорости тела(рис. 1.1.4).

Вектор изменения скорости Изменение вектора скорости телаза малое время можно разложить на две составляющие: Изменение вектора скорости теланаправленную вдоль вектора Изменение вектора скорости тела(касательная составляющая), и Изменение вектора скорости теланаправленную перпендикулярно вектору Изменение вектора скорости тела(нормальная составляющая).

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.4.

Мгновенным ускорением (или просто ускорением ) Изменение вектора скорости телатела называют предел отношения малого изменения скорости Изменение вектора скорости телак малому промежутку времени , в течение которого происходило изменение скорости:

Изменение вектора скорости тела

Направление вектора ускорения Изменение вектора скорости телав случае криволинейного движения не совпадает с направлением вектора скорости Изменение вектора скорости телаСоставляющие вектора ускорения Изменение вектора скорости теланазывают касательным ( тангенциальным ) Изменение вектора скорости телаи нормальным Изменение вектора скорости телаускорениями (рис. 1.1.5).

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.5.

Касательное ускорение указывает, насколько быстро изменяется скорость тела по модулю:

Изменение вектора скорости тела

Вектор Изменение вектора скорости теланаправлен по касательной к траектории.

Нормальное ускорение указывает, насколько быстро скорость тела изменяется по направлению.

Криволинейное движение можно представить как движение по дугам окружностей (рис. 1.1.6).

Изменение вектора скорости тела
Рисунок 1.1.6.

Нормальное ускорение зависит от модуля скорости и от радиуса окружности, по дуге которой тело движется в данный момент:

Изменение вектора скорости тела

Вектор Изменение вектора скорости телавсегда направлен к центру окружности (см. §1.6).

Из рис. 1.1.5 видно, что модуль полного ускорения равен

Изменение вектора скорости тела

Таким образом, основными физическими величинами в кинематике материальной точки являются пройденный путь , перемещение Изменение вектора скорости тела, скорость Изменение вектора скорости телаи ускорение Изменение вектора скорости тела. Путь является скалярной величиной. Перемещение Изменение вектора скорости тела, скорость Изменение вектора скорости телаи ускорение величины векторные. Чтобы задать векторную величину, нужно задать ее модуль и указать направление. Векторные величины подчиняются определенным математическим правилам. Вектора можно проектировать на координатные оси, их можно складывать, вычитать и т. д.

Видео:Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью | Физика 9 класс #18 | ИнфоурокСкачать

Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью | Физика 9 класс #18 | Инфоурок

Векторы ускорения и скорости. Ускорение и сила. Направления тангенциального и нормального ускорений

Как известно, любая физическая величина относится к одному из двух типов, она является либо скалярной, либо векторной. В данной статье рассмотрим такие кинематические характеристики как скорость и ускорение, а также покажем, куда направлены векторы ускорения и скорости.

Видео:Урок 18 (осн). Координаты тела. График движения. График скоростиСкачать

Урок 18 (осн). Координаты тела. График движения. График скорости

Что такое скорость и ускорение?

Изменение вектора скорости тела

Обе величины, названные в этом пункте, являются важными характеристиками любого вида движения, будь то перемещение тела по прямой линии или по криволинейной траектории.

Изменение вектора скорости тела Вам будет интересно: Дистанционное образование в России: история, статистика и преимущества

Скоростью называется быстрота изменения координат во времени. Математически эта величина равна производной по времени пройденного пути, то есть:

Здесь вектор l¯ направлен от начальной точки пути к конечной.

В свою очередь ускорение – это скорость, с которой изменяется во времени сама скорость. В виде формулы оно может быть записано так:

Очевидно, что взяв вторую производную от вектора перемещения l¯ по времени, мы также получим значение ускорения.

Поскольку скорость измеряется в метрах в секунду, то ускорение, согласно записанному выражению, измеряется в метрах в секунду в квадрате.

Изменение вектора скорости тела

Видео:Физика | Ликбез по векторамСкачать

Физика | Ликбез по векторам

Куда направлены векторы ускорения и скорости?

В физике всякое механическое движение тела принято характеризовать определенной траекторией. Последняя представляет собой некоторую воображаемую кривую, вдоль которой тело перемещается в пространстве. Например, прямая линия или окружность — это яркие примеры распространенных траекторий движения.

Вектор скорости тела направлен в сторону движения всегда, независимо от того, замедляется или ускоряется тело, движется оно по прямой или по кривой. Если говорить геометрическими терминами, то вектор скорости направлен по касательной к точке траектории, в которой в данный момент находится тело.

Вектор ускорения точки материальной или тела не имеет ничего общего со скоростью. Этот вектор направлен в сторону изменения скорости. Например, для прямолинейного движения величина a¯ может как совпадать по направлению с v¯, так и быть противоположной v¯.

Видео:Лекция 4.1 | Радиус-вектор, скорость и ускорение | Александр Чирцов | ЛекториумСкачать

Лекция 4.1 | Радиус-вектор, скорость и ускорение | Александр Чирцов | Лекториум

Действующая на тело сила и ускорение

Изменение вектора скорости тела

Мы выяснили, что вектор ускорения тела направлен в сторону изменения вектора скорости. Тем не менее не всегда можно легко определить, как меняется скорость в данной точке траектории. Более того, для определения изменения скорости необходимо выполнить операцию разности векторов. Чтобы избежать этих трудностей в определении направления вектора a¯, существует еще один способ быстро его узнать.

Ниже записан знаменитый и хорошо известный каждому школьнику закон Ньютона:

Формула показывает, что причиной возникновения ускорения у тел является действующая на них сила. Поскольку масса m является скаляром, то вектор силы F¯ и вектор ускорения a¯ направлены одинаково. Этот факт следует запомнить и применять на практике всегда, когда возникает необходимость в определении направления величины a¯.

Если на тело действуют несколько разных сил, тогда направление вектора ускорения будет равно результирующему вектору всех сил.

Видео:Урок 9. Проекции вектора на координатные осиСкачать

Урок 9. Проекции вектора на координатные оси

Движение по окружности и ускорение

Изменение вектора скорости тела

Когда тело перемещается по прямой линии, то ускорение направлено либо вперед, либо назад. В случае же движения по окружности ситуация усложняется тем, что вектор скорости постоянно меняет свое направление. В виду сказанного, полное ускорение определяется двумя его составляющими: тангенциальным и нормальным ускорениями.

Тангенциальное ускорение направлено точно так же, как вектор скорости, или против него. Иными словами, эта компонента ускорения направлена вдоль касательной к траектории. Ускорение тангенциальное описывает изменение модуля самой скорости.

Ускорение нормальное направлено вдоль нормали к данной точке траектории с учетом ее кривизны. В случае движения по окружности вектор этой компоненты указывает на центр, то есть нормальное ускорение направлено вдоль радиуса вращения. Эту компоненту часто называют центростремительной.

Полное ускорение представляет собой сумму названных компонент, поэтому его вектор может быть направлен произвольным образом по отношению к линии окружности.

Если тело совершает вращение без изменения линейной скорости, то существует отличная от нуля только нормальная компонента, поэтому вектор полного ускорения направлен к центру окружности. Заметим, что к этому центру также действует сила, удерживающая тело на его траектории. Например, сила гравитации Солнца удерживает нашу Землю и другие планеты на своих орбитах.

Видео:УСКОРЕНИЕ - Что такое равноускоренное движение? Как найти ускорение // Урок Физики 9 классСкачать

УСКОРЕНИЕ - Что такое равноускоренное движение? Как найти ускорение // Урок Физики 9 класс

Кинематика

Изменение вектора скорости тела

Механика — это раздел физики, изучающий механическое движение тел.

Кинематика — это раздел механики, в котором изучается механическое движение тел без учета причин, вызывающих это движение.

Материальная точка — тело, обладающее массой, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, если

  • расстояние, которое проходит тело, много больше его размера;
  • расстояние от данного тела до другого тела много больше его размера;
  • тело движется поступательно.

Система отсчета — это тело отсчета, связанная с ним система координат и прибор для измерения времени.
Траектория — это линия, которую описывает тело при своем движении.
Путь — это скалярная величина, равная длине траектории.
Перемещение — это вектор, соединяющий начальное положение тела с его конечным положением за данный промежуток времени.

Важно!
В процессе движения путь может только увеличиваться, а перемещение как увеличиваться, так и уменьшаться, например, когда тело поворачивает обратно.
При прямолинейном движении в одном направлении путь равен модулю перемещения, а при криволинейном — путь больше перемещения.
Перемещение на замкнутой траектории равно нулю.

Основная задача механики — определить положение тела в пространстве в любой момент времени.

Видео:Графики зависимости пути и скорости от времениСкачать

Графики зависимости пути и скорости от времени

Механическое движение и его виды

Механическое движение — это изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Механическое движение может быть:
1. по характеру движения

  • поступательным — это движение, при котором все точки тела движутся одинаково и любая прямая, мысленно проведенная в теле, остается параллельна сама себе;
  • вращательным — это движение, при котором все точки твердого тела движутся по окружностям, расположенным в параллельных плоскостях;
  • колебательным — это движение, которое повторяется в двух взаимно противоположных направлениях;

2. по виду траектории

  • прямолинейным — это движение, траектория которого прямая линия;
  • криволинейным — это движение, траектория которого кривая линия;
  • равномерным — движение, при котором скорость тела с течением времени не изменяется;
  • неравномерным — это движение, при котором скорость тела с течением времени изменяется;
  • равноускоренным — это движение, при котором скорость тела увеличивается с течением времени на одну и ту же величину;
  • равнозамедленным — это движение, при котором скорость тела уменьшается с течением времени на одну и ту же величину.

Видео:Построение проекции вектора на осьСкачать

Построение проекции вектора на ось

Относительность механического движения

Относительность движения — это зависимость характеристик механического движения от выбора системы отсчета.

Правило сложения перемещений

Перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета равно векторной сумме перемещения тела относительно подвижной системы отсчета и перемещения подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:

Изменение вектора скорости тела

где ​ ( S ) ​ — перемещение тела относительно неподвижной системы отсчета;
​ ( S_1 ) ​ — перемещение тела относительно подвижной системы отсчета;
​ ( S_2 ) ​ — перемещение подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.

Правило сложения скоростей

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета:

Изменение вектора скорости тела

где ​ ( v ) ​ — скорость тела относительно неподвижной системы отсчета;
​ ( v_1 ) ​ — скорость тела относительно подвижной системы отсчета;
​ ( v_2 ) ​ — скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.

Относительная скорость

Важно! Чтобы определить скорость одного тела относительно другого, надо мысленно остановить то тело, которое мы принимаем за тело отсчета, а к скорости оставшегося тела прибавить скорость остановленного, изменив направление его скорости на противоположное.

Пусть ( v_1 ) — скорость первого тела, а ( v_2 ) — скорость второго тела.
Определим скорость первого тела относительно второго ( v_ ) :

Изменение вектора скорости тела

Определим скорость второго тела относительно первого ( v_ ) :

Изменение вектора скорости тела

Следует помнить, что траектория движения тела и пройденный путь тоже относительны.

Если скорости направлены перпендикулярно друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме Пифагора:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Если скорости направлены под углом ​ ( alpha ) ​ друг к другу, то относительная скорость рассчитывается по теореме косинусов:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Видео:Скорость и перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. 9 класс.Скачать

Скорость и перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. 9 класс.

Скорость

Скорость — это векторная величина, характеризующая изменение перемещения данного тела относительно тела отсчета с течением времени.

Обозначение — ​ ( v ) ​, единицы измерения — ​м/с (км/ч)​.

Изменение вектора скорости тела

Средняя скорость — это векторная величина, равная отношению всего перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло:

Изменение вектора скорости тела

Средняя путевая скорость — это скалярная величина, равная отношению всего пути, пройденного телом, к промежутку времени, за которое этот путь пройден:

Изменение вектора скорости тела

Важно! Чтобы определить среднюю скорость на всем участке пути, надо время разделить на отдельные промежутки и все время представить в виде суммы этих промежутков.
Чтобы определить среднюю скорость за все время движения, надо путь разделить на отдельные участки и весь путь представить как сумму этих участков.

Мгновенная скорость — это скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории.
Мгновенная скорость направлена по касательной к траектории движения.

Видео:Мгновенная скорость (видео 6)| Векторы. Прямолинейное движение | ФизикаСкачать

Мгновенная скорость (видео 6)| Векторы. Прямолинейное движение  | Физика

Ускорение

Ускорение – это векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости.

Обозначение — ​ ( a ) ​, единица измерения — м/с 2 .
В векторном виде:

Изменение вектора скорости тела

где ​ ( v ) ​ – конечная скорость; ​ ( v_0 ) ​ – начальная скорость;
​ ( t ) ​ – промежуток времени, за который произошло изменение скорости.

В проекциях на ось ОХ:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

где ​ ( a_n ) ​ – нормальное ускорение, ​ ( a_ ) ​ – тангенциальное ускорение.

Тангенциальное ускорение сонаправлено с вектором линейной скорости, а значит, направлено вдоль касательной к кривой:

Изменение вектора скорости тела

Нормальное ускорение перпендикулярно направлению вектора линейной скорости, а значит, и касательной к кривой:

Изменение вектора скорости тела

Ускорение характеризует быстроту изменения скорости, а скорость – векторная величина, которая имеет модуль (числовое значение) и направление.

Важно!
Тангенциальное ускорение характеризует быстроту изменения модуля скорости. Нормальное ускорение характеризует быстроту изменения направления скорости.
Если ( a_ ) ≠ 0, ( a_n ) = 0, то тело движется по прямой;
если ( a_ ) = 0, ( a_n ) = 0, ​ ( v ) ​ ≠ 0, то тело движется равномерно по прямой;
если ( a_ ) = 0, ( a_n ) ≠ 0, тело движется равномерно по кривой;
если ( a_ ) = 0, ( a_n ) = const, то тело движется равномерно по окружности;
если ( a_ ) ≠ 0, ( a_n ) ≠ 0, то тело движется неравномерно по окружности.

Видео:Определение координаты движущегося тела | Физика 9 класс #3 | ИнфоурокСкачать

Определение координаты движущегося тела | Физика 9 класс #3 | Инфоурок

Равномерное движение

Равномерное движение – это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает равные перемещения.

Скорость при равномерном движении – величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, за которое это перемещение произошло:

Изменение вектора скорости тела

Проекция вектора скорости на ось ОХ:

Изменение вектора скорости тела

Проекция вектора скорости на координатную ось равна быстроте изменения данной координаты:

Изменение вектора скорости тела

График скорости (проекции скорости)

График скорости (проекции скорости) представляет собой зависимость скорости от времени:

Изменение вектора скорости тела

График скорости при равномерном движении – прямая, параллельная оси времени.
График 1 лежит над осью ​ ( t ) ​, тело движется по направлению оси ОХ.
Графики 2 и 3 лежат под осью ​ ( t ) ​, тело движется против оси ОХ.

Перемещение при равномерном движении – это величина, равная произведению скорости на время:

Изменение вектора скорости тела

Проекция вектора перемещения на ось ОХ:

Изменение вектора скорости тела

График перемещения (проекции перемещения)

График перемещения (проекции перемещения) представляет собой зависимость перемещения от времени:

Изменение вектора скорости тела

График перемещения при равномерном движении – прямая, выходящая из начала координат.
График 1 лежит над осью ( t ) , тело движется по направлению оси ОХ.
Графики 2 и 3 лежат под осью ( t ) , тело движется против оси ОХ.

Изменение вектора скорости тела

По графику зависимости скорости от времени можно определить перемещение, пройденное телом за время ( t ) . Для этого необходимо определить площадь фигуры под графиком (заштрихованной фигуры).

Изменение вектора скорости тела

Координата тела при равномерном движении рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

График координаты представляет собой зависимость координаты от времени: ​ ( x=x(t) ) ​.

Изменение вектора скорости тела

График координаты при равномерном движении – прямая.
График 1 направлен вверх, тело движется по направлению оси ОХ:

Изменение вектора скорости тела

График 2 параллелен оси ОХ, тело покоится.
График 3 направлен вниз, тело движется против оси ОХ:

Изменение вектора скорости тела

Видео:Физика: Понятие Вектор, Вектор СкоростиСкачать

Физика: Понятие Вектор, Вектор Скорости

Прямолинейное равноускоренное движение

Прямолинейное равноускоренное движение – это движение по прямой, при котором тело движется с постоянным ускорением:

Изменение вектора скорости тела

При движении с ускорением скорость может как увеличиваться, так и уменьшаться.

Скорость тела при равноускоренном движении рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

При разгоне (в проекциях на ось ОХ):

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

При торможении (в проекциях на ось ОХ):

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

График ускорения (проекции ускорения) при равноускоренном движении представляет собой зависимость ускорения от времени:

Изменение вектора скорости тела

График ускорения при равноускоренном движении – прямая, параллельная оси времени.
График 1 лежит над осью t, тело разгоняется, ​ ( a_x ) ​ > 0.
График 2 лежит под осью t, тело тормозит, ( a_x ) ( v_ ) ​ > 0, ​ ( a_x ) ​ > 0.

Изменение вектора скорости тела

График 2 направлен вниз, тело движется равнозамедленно в положительном направлении оси ОХ, ( v_ ) > 0, ( a_x ) ( v_ ) ( a_x ) ( t_2-t_1 ) ​. Для этого необходимо определить площадь фигуры под графиком (заштрихованной фигуры).

Перемещение при равноускоренном движении рассчитывается по формулам:

Изменение вектора скорости тела

Перемещение в ​ ( n ) ​-ую секунду при равноускоренном движении рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

Координата тела при равноускоренном движении рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

Видео:Графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равноускоренном движенииСкачать

Графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равноускоренном движении

Свободное падение (ускорение свободного падения)

Свободное падение – это движение тела в безвоздушном пространстве под действием только силы тяжести.

Все тела при свободном падении независимо от массы падают с одинаковым ускорением, называемым ускорением свободного падения.
Ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вертикально вниз).

Обозначение – ​ ( g ) ​, единицы измерения – м/с 2 .

Важно! ( g ) = 9,8 м/с 2 , но при решении задач считается, что ( g ) = 10 м/с 2 .

Движение тела по вертикали

Тело падает вниз, вектор скорости направлен в одну сторону с вектором ускорения свободного падения:

Изменение вектора скорости тела

Если тело падает вниз без начальной скорости, то ​ ( v_0 ) ​ = 0.
Время падения рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

Тело брошено вверх:

Изменение вектора скорости тела

Если брошенное вверх тело достигло максимальной высоты, то ​ ( v ) ​ = 0.
Время подъема рассчитывается по формуле:

Изменение вектора скорости тела

Движение тела, брошенного горизонтально

Движение тела, брошенного горизонтально, можно представить как суперпозицию двух движений:

  1. равномерного движения по горизонтали со скоростью ​ ( v_0=v_ ) ​;
  2. равноускоренного движения по вертикали с ускорением свободного падения ​ ( g ) ​ и без начальной скорости ​ ( v_=0 ) ​.

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Скорость тела в любой момент времени:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Угол между вектором скорости и осью ОХ:

Изменение вектора скорости тела

Движение тела, брошенного под углом к горизонту (баллистическое движение)

Движение тела, брошенного под углом к горизонту, можно представить как суперпозицию двух движений:

  1. равномерного движения по горизонтали;
  2. равноускоренного движения по вертикали с ускорением свободного падения.

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Скорость тела в любой момент времени:

Изменение вектора скорости тела

Угол между вектором скорости и осью ОХ:

Изменение вектора скорости тела

Время подъема на максимальную высоту:

Изменение вектора скорости тела

Максимальная высота подъема:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Максимальная дальность полета:

Изменение вектора скорости тела

Важно!
При движении вверх вертикальная составляющая скорости будет уменьшаться, т. е. тело вдоль вертикальной оси движется равнозамедленно.
При движении вниз вертикальная составляющая скорости будет увеличиваться, т. е. тело вдоль вертикальной оси движется равноускоренно.
Скорость ​ ( v_0 ) ​, с которой тело брошено с Земли, будет равна скорости, с которой оно упадет на Землю. Угол ​ ( alpha ) ​, под которым тело брошено, будет равен углу, под которым оно упадет.

При решении задач на движение тела, брошенного под углом к горизонту, важно помнить, что в точке максимального подъема проекция скорости на ось ОУ равна нулю:

Изменение вектора скорости тела

Это облегчает решение задач:

Изменение вектора скорости тела

Видео:Центростремительное ускорение. 9 класс.Скачать

Центростремительное ускорение. 9 класс.

Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью

Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью – простейший вид криволинейного движения.

Траектория движения – окружность. Вектор скорости направлен по касательной к окружности.
Модуль скорости тела с течением времени не изменяется, а ее направление при движении по окружности в каждой точке изменяется, поэтому движение по окружности – это движение с ускорением.
Ускорение, которое изменяет направление скорости, называется центростремительным.
Центростремительное ускорение направлено по радиусу окружности к ее центру.

Изменение вектора скорости тела

Центростремительное ускорение – это ускорение, характеризующее быстроту изменения направления вектора линейной скорости.
Обозначение – ​ ( a_ ) ​, единицы измерения – ​м/с 2​ .

Изменение вектора скорости тела

Движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью является периодическим движением, т. е. его координата повторяется через равные промежутки времени.
Период – это время, за которое тело совершает один полный оборот.
Обозначение – ​ ( T ) ​, единицы измерения – с.

Изменение вектора скорости тела

где ​ ( N ) ​ – количество оборотов, ​ ( t ) ​ – время, за которое эти обороты совершены.
Частота вращения – это число оборотов за единицу времени.
Обозначение – ​ ( nu ) ​, единицы измерения – с –1 (Гц).

Изменение вектора скорости тела

Период и частота – взаимно обратные величины:

Изменение вектора скорости тела

Линейная скорость – это скорость, с которой тело движется по окружности.
Обозначение – ​ ( v ) ​, единицы измерения – м/с.
Линейная скорость направлена по касательной к окружности:

Изменение вектора скорости тела

Угловая скорость – это физическая величина, равная отношению угла поворота к времени, за которое поворот произошел.
Обозначение – ​ ( omega ) ​, единицы измерения – рад/с .

Изменение вектора скорости тела

Направление угловой скорости можно определить по правилу правого винта (буравчика).
Если вращательное движение винта совпадает с направлением движения тела по окружности, то поступательное движение винта совпадает с направлением угловой скорости.
Связь различных величин, характеризующих движение по окружности с постоянной по модулю скоростью:

Изменение вектора скорости тела

Важно!
При равномерном движении тела по окружности точки, лежащие на радиусе, движутся с одинаковой угловой скоростью, т. к. радиус за одинаковое время поворачивается на одинаковый угол. А вот линейная скорость разных точек радиуса различна в зависимости от того, насколько близко или далеко от центра они располагаются:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Если рассматривать равномерное движение двух сцепленных тел, то в этом случае одинаковыми будут линейные скорости, а угловые скорости тел будут различны в зависимости от радиуса тела:

Изменение вектора скорости тела

Изменение вектора скорости тела

Когда колесо катится равномерно по дороге, двигаясь относительно нее с линейной скоростью ​ ( v_1 ) ​, и все точки обода колеса движутся относительно его центра с такой же линейной скоростью ( v_1 ) , то относительно дороги мгновенная скорость разных точек колеса различна.

Изменение вектора скорости тела

Мгновенная скорость нижней точки ​ ( (m) ) ​ равна нулю, мгновенная скорость в верхней точке ​ ( (n) ) ​ равна удвоенной скорости ​ ( v_1 ) ​, мгновенная скорость точки ​ ( (p) ) ​, лежащей на горизонтальном радиусе, рассчитывается по теореме Пифагора, а мгновенная скорость в любой другой точке ​ ( (c) ) ​ – по теореме косинусов.

💥 Видео

Скорость. Единица скорости | Физика 7 класс #11 | ИнфоурокСкачать

Скорость. Единица скорости | Физика 7 класс #11 | Инфоурок

Перемещение тела при прямолинейном равноускоренном движении | Физика 9 класс #7 | ИнфоурокСкачать

Перемещение тела при прямолинейном равноускоренном движении | Физика 9 класс #7 | Инфоурок

Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.Скачать

Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.

Урок 8. Векторные величины. Действия над векторами.Скачать

Урок 8. Векторные величины. Действия над векторами.
Поделиться или сохранить к себе: