Нерівномірності руху
При багатьох видах руху модуль і напрямок швидкості тіл змінюються. Такий рух називають нерівномірним.
Модуль швидкості гальмуючого на перехресті автомобіля зменшується, а її напрямок не змінюється. Навпаки, при рівномірному обертанні вантажу, прив’язаного до мотузки, напрямок його швидкості змінюється, а її модуль залишається постійним. У більшості випадків швидкість руху тіл змінюється за модулем і напрямком.
Нерівномірний рух на будь-якому його ділянці можна замінити рівномірним, при якому тіло пройшло б дану ділянку шляху за той же проміжок часу. Швидкість такого рівномірного руху, еквівалентного нерівномірного на даній ділянці шляху називають середньою швидкістю тіла.
Середня швидкість (vср) тіла при його русі з точки M в M1 (див. Рис. 4) дорівнює відношенню вектора переміщення ММ1 (або Ds) до інтервалу часу Dt, за який це переміщення відбулося:
Щоб описати нерівномірний рух тіла треба виміряти середню його швидкість на декількох ділянках шляху, і чим менше буде довжина цих ділянок, тим точніше буде опис нерівномірного руху. Зробимо це для траєкторії руху, зображеної на рис.4. При зменшенні проміжку часу Dt модуль переміщення тіла зменшується, а його напрямок змінюється (порівняй ММ1, ММ2 і мм3 між собою). Однак при прагненні інтервалу Dt до нуля середня швидкість буде прагнути до певного вектору – свого граничного значення v (див. Рис. 4), званому миттєвою швидкістю тіла (див. §2).
При зменшенні тривалості інтервалу Dt напрямок вектора переміщення Ds наближається до дотичної в точці М. Тому миттєва швидкість завжди спрямована по дотичній до траєкторії і її напрям безперервно змінюється в міру руху тіла з точки М в М1, так як змінюється нахил дотичної до кривої траєкторії між цими точками. Таким чином, миттєва швидкість – це швидкість тіла в даній точці траєкторії його руху. Надалі, кажучи про швидкість руху, ми будемо мати на увазі миттєву швидкість тіла, а якщо тіло досить велика, то миттєву швидкість однієї з його точок.
Якщо модуль швидкості тіла зростає з часом, то рух називають прискореним, а якщо зменшується – уповільненим. Куля, вилітаючи зі стовбура, збільшує свою швидкість до сотень м / с за кілька тисячних часток секунди. Літак теж може летіти швидко, як куля, але щоб розігнатися до такої швидкості, йому необхідно, принаймні, кілька десятків секунд. Зміна швидкості тіла в часі можна охарактеризувати середнім прискоренням. Якщо Dv – зміна вектора швидкості, що відбулося за інтервал часу Dt, то середнім прискоренням aср на проміжку часу Dt називають відношення Dv до Dt:
Миттєвим прискоренням або, просто, прискоренням називають межа, до якої прагнути aср при прагненні інтервалу Dt до нуля. Надалі, кажучи про прискорення, ми будемо мати на увазі миттєве прискорення. В системі СІ одиницею прискорення є 1 м / с2, тобто прискорення вимірюється в метрах, поділеній на секунду в квадраті.
Питання для повторення:
- – Дайте визначення нерівномірного руху. – Що таке середня швидкість і миттєва швидкість? – Як направлена??миттєва швидкість в даній точці траєкторії? – Що таке прискорення, і в яких одиницях він вимірюється?
(2 votes, average: 5.00 out of 5)