Ühtlane sirge liikumine: määratlus, valemid ja näiteülesanded
Definitsioon Ühtne liikumine (GLB)
Öeldakse, et objekt liigub sirgjooneliselt, kui selle kiirus on konstantne. Pidev kiirus tähendab, et kiirus ja kiiruse suund on alati konstantsed. Kuna kiiruse suurus ehk kiiruse kiirus ja suund on alati konstantsed, võib öelda, et objekt liigub ühtlase kiirusega sirgjooneliselt. Näiteks liigub auto sirgjooneliselt itta ühtlase kiirusega 10 m / s. See tähendab, et auto liigub sirgjoonega itta 10 meetri kaugusel sekundis. Kuna kiirus on ühtlane, liigub auto 2 sekundi pärast sirgjooneliselt 20 meetri kaugusel itta, pärast 3 sekundit liigub auto sirgjooneliselt itta 30 meetrit... ja nii edasi... võrrelge alloleva pildiga küljel.
Kui objekt liigub sirgjooneliselt, on objekti kiirus võrdne keskmise kiirusega. Kuidas see võiks olla? yupz. Ühtlase lineaarse liikumise (GLB) korral on objekti kiirus alati konstantne. Pidev kiirus tähendab kiiruse suurust (kiirus = kiirus) ja kiiruse suund on alati konstantne. Objekti kiiruse või kiiruse suurus on püsiv või alati kogu aeg sama, seetõttu peab kiiruse või kiiruse suurus olema võrdne keskmise kiiruse suurusega.
Ühtlase liikumise (GLB) omadused
Eeldatakse, et objekt liigub sirgjooneliselt, kui sellel on järgmised omadused:
- Trajektooril sirge kujul või võib seda siiski pidada sirgeks trajektooriks
- Konstantse või konstantse kiirusega
- Pole kiirendust (a = 0)
- Läbitud tee pikkus võrdub graafiku v-vs-t pindalaga
- Kiirusel on vahetult proportsionaalne nihkega ja pöördvõrdeline ajaga.
Ühtne liikumisvalem (GLB)
Graafika aitab meil asju lihtsalt ja kiiresti tõlgendada. Selleks, et meil oleks kiiruse, nihke ja reisi aja vahelist seost lihtsam leida, on kolme komponendi vahelise suhte graafiku koostamisel palju abi.
Graafik kiirusest ajaga (v-t)
Objekti kiirus ülaltoodud graafikul on 3 m / s. 1, 2, 3 ja nii edasi on reisi aeg (sekundiühikutes). Pange tähele, et kuigi aeg muutub 1 sekundist 5-ni, on objekti kiiruse suurus alati sama (tähistatud sirgjoonega).
Kuidas me saame teada ülaltoodud graafiku abil objekti nihke suurust? Varjutatud ala pindala ülaltoodud graafikul on võrdne objekti läbitud nihkega. Niisiis, nihke suuruse väljaselgitamiseks arvutage lihtsalt varjutatud ala pindala. Muidugi on nihkeühik pikkuse, mitte pindala ühik.
Ülaltoodud graafikult v = 5 m / s, samas kui t = 3 s. Seega on objekti läbitud nihke suurus = (5 m / s x 3 s) = 15 m. Teine võimalus nihke arvutamiseks on kasutada GLB võrrandit. s = v t = 5 m / s x 3 s = 15 m.
GLB võrrand, mida kasutame ülaltoodud nihke suuruse arvutamiseks, kehtib juhul, kui objekti liikumine vastab graafikule. Graafik näitab, et kui t = 0 s, siis v = 0. See tähendab, et algul on objekt puhkeolekus ja liigub seejärel kiirusega 5 m / s. Kuigi võib juhtuda, et kui esmakordselt vaatleme, on objekt juba liikvel,
Ühtlase liikumise korral kehtib võrrand:
- v = kiirus (m / s)
- s = nihe (m)
- t = vajalik aeg (-id)
Sellest võrrandist leiame objekti asukoha, mille sõnastab:
- s = v.t.
Probleemide näide Ühtne liikumine (GLB)
Maanteel liigub auto. 5 kilomeetri kaugusel tasulisest väravast liigub auto 20 minutit püsikiirusel 90 km / h. Määratlege:
- autoga läbitud vahemaa 20 minutiga 20
- auto asukoht tasulise tee väravast
Lahendus
- algdistants s0 = 5 km
- kiirus (v) = 90 km / tunnis
- aeg (t) = 20 minutit = 1/3 tundi
a. autoga läbitud vahemaa 20 minutiga 20
- s = v. t = (90 km / tunnis). (1/3 tundi) = 30 km
b. auto asukoht tasulise tee väravast
- s = s0 + v.t = 5 + 30 = 30 km
Märge:
Ari jookseb 60 meetrit 10 s-ga. Kui suur on Andi jooksukiirus ??
Lahendus:
- Arvestades: s = 60 m
- t = 10 s
Küsis:
- v = ???
Vastus:
- v = s / t
- = 60 m / 10 s
- = 6 ms-1
Niisiis, Andi kiirus on 60 ms-1.
Ühtlase sirgjoonelise liikumise (GLBB) määratlus
Ühtlaselt muutuv sirge liikumine (GLBB) on pideva kiirendusega liikumine. Kiirendus on vektor suurus, seetõttu koosneb kiirendus kiirenduse suurusest ja kiirenduse suunast. Nii ühtlaselt muutuv sirge liikumine on pideva kiirenduse suuruse ja suunaga liikumine. Konstantse kiirenduse suund = konstantse kiiruse suund = objekti konstantse liikumissuund = sirgjooneliselt liikuv objekt. Pideva kiirenduse suurus tähendab, et kiirus ehk kiirus suureneb regulaarselt või väheneb regulaarselt.
Kiirus suureneb regulaarselt
Näiteks on objekt esialgu puhkeasendis. Üks sekund hiljem liigub objekt kiirusega 2 m / s. Kaks sekundit hiljem liigub objekt kiirusega 4 m / s. Kolm sekundit hiljem liigub objekt kiirusega 6 m / s. Ja nii edasi... Näib, et iga sekundi järel suureneb objekti kiirus 2 m / s. Eeldatakse, et objektil on pidev kiirendus 2 m / s 1 sekundi jooksul või 2 m / s sekundis või 2 m / s2.
Kiirus väheneb regulaarselt
Näiteks liigub objekt algselt kiirusega 10 m / s. Üks sekund hiljem vähendatakse selle kiirust 9 m / s. Kaks sekundit hiljem vähendatakse selle kiirust 8 m / s. Kolm sekundit hiljem vähendatakse selle kiirust 7 m / s. Ja nii edasi... Näib, et iga sekundi järel väheneb objekti kiirus 1 m / s. Eeldatakse, et objektil on pidev aeglustuse varjunimi negatiivne kiirendus 1 m / s 1 sekundi kohta või 1 m / s sekundis või 1 m / s2.
Sirgjooneliselt liikumise valem muutub ühtlaselt
GLBB-valemeid on kolm, sealhulgas:
Sirgjooneline graafika muutub regulaarselt
Sirgjoonel liikuva objekti kiirenduse ja aja graafikud ning püsikiirendusega 2 m / s2
