Home ⇒ 👍Фізика ⇒ Рівномірний механічний рух

Рівномірний механічний рух

Найпростішим видом руху є рівномірний рух. Його можна зафіксувати тоді, коли прискорення тіла в будь-який момент часу дорівнюватиме нулю. Іншими словами, рівномірний рух представляють у вигляді певного ідеального положення тіла, коли його швидкість буде однією і тією ж в будь-який момент часу.

При проходженні тіла рівних проміжків відстані за однакові проміжки часу рух набуває ознак рівномірного прямолінійного переміщення. У реальному житті подібні характеристики практично не зустрічаються.

Шлях – довжина траєкторії, по якій протягом певного проміжку часу рухалося конкретне тіло.

Переміщення – відстань між початковою і кінцевою точкою траєкторії руху тіла.

Шлях і переміщення – це різні поняття, так як шлях є скалярною величиною, а переміщення – векторною величиною. При цьому модуль вектора переміщення дорівнює відрізку, що з’єднує початкову та кінцеву точку траєкторії руху тіла.

Швидкість рівномірного руху

Швидкістю рівномірного руху називають модуль вектора, який обчислюється за певною формулою. У ньому записано, що вектор буде дорівнює відношенню шляху, який пройдено тілом, до часу, витраченому на його проходження.

При рівномірному русі збігається напрямок вектора швидкості з напрямком руху. Це правило необхідно враховувати при побудові графіка рівномірного руху. Переміщення і шлях при подібному русі матимуть однакові значення.

До рівномірному руху відносять також стан спокою. В цьому випадку тіло проходить рівні відстані за однакові часові проміжки. У стані спокою все значення дорівнюватимуть нулю. При рівномірному русі пройдений шлях складається з наступних складових показників:

Початкової координати; Твори швидкості тіла на час руху.

Графіки рівномірного руху

При побудові графіка рівномірного руху зі зміною швидкості в часі вийде пряма, яка буде проходити паралельно лінії осі абсцис. Площа отриманого прямокутника дорівнює довжині шляху, який пройдено тілом за конкретний час. Тобто площа прямокутника буде дорівнює добутку всіх його сторін.

Після побудови графіка залежності пройденого шляху від часу, обчислюють швидкість, з якою рухалося тіло. У цьому випадку графік має пряму лінію, яка проведена з початку координат. Необхідною значенням модуля вектора швидкості стане тангенс кута нахилу прямої по відношенню до осі абсцис. При складанні графіка рівномірного руху вісь абсцис є віссю часу. Сильний нахил графіка говорить про те, що швидкість тіла велика.

У фізиці використовуються наступні позначення рівномірного руху:

V = const

Воно показує незмінність швидкості, яка виражена у вигляді константи.

Рівномірний рух проходить по:

Криволінійної траєкторії; Прямолінійної траєкторії.

Рівномірний рух описують за формулою:

S = s0 + υt

У такій формулі s – цей шлях, який пройшло тіло від початкової точки відліку, t – час тіла в дорозі, а s0 – значення шляху в початковий момент часу.

Прямолінійний рух

Рух називають прямолінійним, якщо воно відбувається по прямій лінії.

Траєкторія прямолінійного руху – пряма лінія. При швидкості рівномірного руху немає залежності від часу, так як і в будь-якій точці траєкторії вона спрямована аналогічно переміщенню тіла. Іншими словами, вектор переміщення збігається за напрямком з вектором швидкості. Середня швидкість в будь-який проміжок часу дорівнює миттєвої швидкості.

VCp = v

Швидкість рівномірного прямолінійного руху показує значення переміщення матеріальної точки за одиницю часу.

При такому русі повне прискорення виражається за формулою:

A = aτ

У міжнародній системі вимірювань одиницею прискорення є прискорення, при якому швидкість тіла за кожну секунду змінюється на 1 метр.

Рівнозмінний рух

Окремим випадком нерівномірного руху тіла є рівномірний прямолінійний рух.

РІвнозмінний рух являє собою такий рух, коли швидкість матеріальної точки змінюється однаково за будь-які рівні проміжки часу. Прискорення тіла при рівнозмінному русі залишається на незмінному рівні в напрямі і по модулю.

A = const

Рівнозмінний рух буває двох видів: рівноприскореним і рівноуповільненим.

Рух тіла або матеріальної точки з позитивним прискоренням вважається рівноприскореному. При такому способі руху воно може здійснювати розгін з прискоренням на незмінному рівні.

Рух тіла з негативним прискоренням називають рівноуповільненим. При подібному вигляді руху тіло сповільнюється на рівномірному рівні.

Середню швидкість змінного руху можливо визначити діленням переміщення тіла на час, протягом якого це переміщення відбувалося. Одиницею вимірювання середньої швидкості є м / с.

Миттєва швидкість і прискорення

Швидкість тіла або матеріальної точки називають миттєвою, якщо вона є в конкретний момент часу або в заданій точці траєкторії руху. Це значення називають граничним, оскільки до нього прагне середня швидкість тіла при нескінченному зменшенні проміжку часу. Його позначають Δt.

Величина, яка визначає зміни в наборі швидкості тіла, називається прискоренням. Це граничні значення величини і до неї прагне зміни швидкості при нескінченному зменшенні проміжку часу Δt.

Переміщення при рівномірному прямолінійному русі розраховується за формулою:

Δx = υxt

Величина υx – проекція швидкості на вісь Х.

Звідси випливає, що закон рівномірного прямолінійного руху має такий вигляд:

X = xo + υxt

У початковий момент часу xo = 0, тому інші значення набувають вигляду:

X = υxt.