Равномерное движение встречается нечасто. В жизни тело обычно за равные промежутки времени проходит разные пути. Такое движение называется неравномерным.

Главной характеристикой неверномерного движения является средняя путевая скорость:

Средней путевой скоростью называется физическая величина, равная отношению пройденного пути к промежутку времени, за который он был пройден.

 Ещё одна характеристика неравномерного движения — средняя скорость перемещения. Это векторная величина, её направление совпадает с направлением перемещения.

Средней скоростью перемещения называется физическая величина, равная отношению перемещения тела к промежутку времени, за который оно было совершено.

Обе скорости характеризуют движение в целом, но не позволяют найти быстроту движения в каждый момент времени в данной точке траектории. Для этого вводят понятие мгновенной скорости.

Мгновенная скорость вычисляется по формуле обычной скорости, если постепенно уменьшать промежуток времени, приближаясь к заданной точке. Чем меньше время, тем ближе направление перемещения к истинному направлению мгновенной скорости и тем точнее определение её модуля.

Мгновенная скорость, или скорость в данный момент времени, равна отношению малого перемещения к малому промежутку времени, за который оно произошло.

Информация о материале

Просмотров: 3

В механическом движении участвуют тела, испытывающие воздействие очень разных сил: гравитации, электрических, магнитных и других. Поэтому для определения положения тела в пространстве в любой момент времени нужно понимать, как это движение можно описать. Это определения является основной задачей механики.

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

 Одно и то же движение можно описывать по-разному, если рассматривать относительно разных тел. Поэтому для описания движения нужно определить:

1) систему координат;
2) тело отсчёта;
3) часы.

Система координат, тело отсчёта и часы образуют систему отсчёта, относительно которой движется тело.

Во многих случаях вместо реального тела можно рассматирвать его модель — материальную точку, обладающую его массой, но игнорирующую другие несущественные признаки.

Материальная точка — это модель реального тела, которую можно использовать, если:
1) размерами тела можно пренебречь в условиях данной задачи;
или
2) тело движется поступательно.

Поступательное движение — если все точки тела движутся одинаково.

 Основные понятия

Траектория — линия, вдоль которой движется тело.

Путь — длина траектории.

Перемещение — вектор, соединяющий начальное и конечное положения тела.

Определение координаты тела

Пусть тело движется вдоль координатной оси ОХ из точки с координатой х₀ (начальная координата) в точку с координатой х (конечная координата).

Тогда длина вектора перемещения определяется как

|S_x| = x - x₀

S_x называют проекцией вектора S на ось ОХ.

Чтобы построить проекцию вектора на ось, нужно из концов вектора опустить перпендикуляры на эту ось. Полученный отрезок и будет проекцией.

 Координату движущегося тела можно определить, зная начальную координату и перемещение тела:

x = x₀ + S_x

Пример решения задачи

Два поезда двигаются из одной точки, находящейся в 60 км от станции, в разные стороны. Первый поезд двигается в положительном направлении и проходит расстояние 50 км. Другой двигается в противоположном направлении и проходит 80 км. Определите координаты поездов и расстояние между ними.

Информация о материале

Просмотров: 27

Рассмотрим самый простой вид движения, при котором скорость тела не меняется.

Равномерным называется движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые расстояния.

Можем ли мы быть уверены, что вот эта машина движется равномерно? Из рисунка видно, что за каждые 10 минут она проезжает одинаковые расстояния.

Характеристиками этого движения являются: скорость движения, закон изменения координаты, изменение перемещения и пройденный путь.

Скорость при равномерном движении постоянна:

Скорость — это физическая величина, равная отношению пройденного пути ко времени.

Закон движения — это изменение координаты тела со временем.

x = x₀ + vt

Перемещение при прямолинейном равномерном движении можно найти либо по формуле

S = vt

либо как площадь под графиком зависимости скорости от времени.

Ниже представлены графики модулей скоростей и проекции скоростей двух тел.

Нужно различать графики модуля скорости и проекции скорости на ось OX. На графике модуля скорости отстуствуют отрицательные значения. На графике проекции скорости значения могут быть как положительные, так и отрицательные.

Зная закон движения тела, можно построить график изменения координаты со временем. А по графику можно написать уравнение движения.

При построении графиков координаты, перемещения и пути имейте в виду, что:

1) все три графика при равномерном прямолинейном движении — прямые линии;
2) наклон графика зависит от скорости тела; чем больше модуль скорости, тем круче график;
3) график перемещения всегда начинается из нуля;
4) путь не может быть отрицательным.

Информация о материале

Просмотров: 20

Посмотрите на расположение электростанций на карте  — вы увидите, что большинство потребителей электроэнергии удалены от них.

Для передачи электроэнергии от электростанций в места её потребления служат линии электропередачи (ЛЭП). Чем дальше от электростанции находится потребитель тока, тем больше энергии Q тратится на нагревание проводов и тем меньше доходит до потребителя:

E_{потребляемая} = E_{генерируемая} – Q

Уменьшение потерь электроэнергии при её передаче от электростанций к потребителям является важной задачей экономики.

Нагревание проводника при прохождении по нему электрического тока описывается законом Джоуля-Ленца

Q = I²Rt

Он указывает на две возможности уменьшения потерь энергии на нагревание проводов:

1) уменьшение сопротивления R проводов и
2) силы тока I в них.

Заметим, что зависимость количества теплоты от сопротивления линейная, а от силы тока  — квадратичная. Поэтому уменьшение силы тока — более эффективный способ уменьшения потерь.

Провода делают из меди или алюминия, так как среди относительно недорогих металлов они обладают наименьшим удельным сопротивлением.

Поэтому существенного снижения потерь энергии Q можно добиться только за счёт уменьшения силы тока I. Чтобы при этом передаваемая потребителю мощность P осталась постоянной, необходимо во столько же раз увеличить получаемое от генератора напряжение U (так как P = UI).

Трансформатор

Решение этой важнейшей технической задачи стало возможным только после изобретения трансформатора — устройства, предназначенного для увеличения или уменьшения переменного напряжения и силы тока.

В  основе его работы лежит явление электромагнитной индукции. Число витков в  обмотках трансформатора различно: в данном случае N₂ < N₁. При протекании в первичной обмотке трансформатора переменного тока витки вторичной обмотки пронизывает переменный магнитный поток. При этом на концах вторичной обмотки возникает переменное напряжение U₂.

Величина U₂ определяется из соотношения:

Значит, при N₂  >  N₁ трансформатор будет повышающим (так как U₂ > U₁), а при N₂ < N₁ — понижающим (в данном случае U₂ < U₁).

Теперь вернёмся к вопросу о передаче электроэнергии от электростанции к месту её потребления. Напряжение, вырабатываемое генератором, обычно не превышает 25 кВ. А  для оптимальной передачи электроэнергии на большие расстояния требуется напряжение порядка сотен киловольт. Поэтому ток с электростанции сначала подаётся на расположенную неподалёку повышающую трансформаторную подстанцию, где напряжение повышается до нескольких сотен киловольт (в большинстве случаев оно не превышает 750 кВ), и под таким напряжением подаётся в ЛЭП.

Поскольку такое высокое напряжение не может быть предложено потребителю, то в конце линии его подают поочерёдно на несколько трансформаторных подстанций, понижающих напряжение до 380 или 220 В, а затем — на предприятия или в жилые дома.

Информация о материале

Просмотров: 226