Частным случаем равноускоренного движения является свободное падение тел. 

Свободное падение — это движени только под действием силы тяжести.

Примеры такого движения: подлять тело на некоторую высоту и отпустить; бросить тело вверх; бросить тело под углом к горизонту и т. д.

Во всех этих случаях при движении тела на него действует только сила тяжести, поэтому тело движется с ускорением свободного падения g, направленным вертикально вниз.

Движение тела, брошенного вертикально вверх

Движение тела, брошенного вниз

Опыты Галилея

Галилео Галилей установил причину ускорения свободного падения с помощью опытов. Он измерял ускорение, с которым тело скатывалось по наклонной плоскости. При увеличении угла наклона ускорение также увеличивалось. Галилей рассчитал, что предельное ускорение — когда угол станет 90 градусов — будет равно 9,81 м/с². Это и есть величина ускорения свободного падения.

Галилей также выяснил, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела. Знаменитый опыт по бросанию шаров разной массы с Пизанской башни доказал это: оба шара приземлились одновременно.

Галилей исследовал равноускоренное движение без начальной скорости и заметил, что пройденные за одинаковые промежутки времени пути пропорциональны квадрату времени.

Относительность движения

Относительность движения заключается в том, что его характеристики получаются разными при рассмотрении относительно разных систем отсчёта.

Относительность перемещения

Относительность скорости

Относительность траектории

Закон сложения скоростей

Скорость тела относительно неподвижной системы координат равна векторной сумме скорости его движения в подвижной системе координат и скорости самой подвижной системы координат.

Информация о материале

Просмотров: 36

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: 49

Самым простым видом неравномерного движения является равноускоренное, при котором скорость тела меняется одинаково за равные промежутки времени. Рассмотрим такое прямолинейное движение.

Прямолинейное равноускоренное движение — это такое, при котором скорость тела за любые равные промежутки времени меняется одинаково.

Такое движение характеризуется ускорением.

Ускорение — физическая величина, равная отношению изменения скорости к промежутку времени, за которое оно произошло.

Ускорение — векторная величина, характеризуется модулем и направлением. По направлению ускорение совпадает с вектором изменения скорости. Измеряется в м/с².

Если векторы скорости и ускорения направлены в одну сторону, то скорость растёт (движение равноускоренное); если в разные — тормозит (движение равнозамедленное).

Пример равноускоренного движения

При движении с горки вниз санки ускоряются, а при дальнейшем горизонтальном движении — тормозят.

Из формулы ускорения 

можно получить зависимость скорости от времени при равноускоренном движении.

v = v₀ + at

График скорости выглядит как прямая линия.

Перемещение при равноускоренном движении

Вспомним, что перемещение можно найти, как площать под графиком зависимости скорости от времени. Тогда для равноускоренного движения перемещение — это площадь трапеции.

Поскольку 

подставив это выражение в формулу перемещения, можно получить формулу

Ещё одну формулу перемещения можно получить, если подставить формулу ускорения и произвести необходимые математические преобразования.

Зная, что перемещение равно разности конечной и начальной координат, получим уравнение движения при равноускоренном движении:

Графическое представление движения

Сравним графики перемещения при равномерном и равноускоренном движении.

Графиком зависимости координаты от времени при равноускоренном движении будет парабола. Если тело ускоряется (a > 0), то ветви параболы направлены вверх;, если тормозит (a < 0), то вниз.

Информация о материале

Просмотров: 42

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: 65