Tasainen suora liike: määritelmä, kaavat ja esimerkkiongelmat
Määritelmä Tasainen liike (GLB)
Esineen sanotaan liikkuvan suorassa linjassa, jos sen nopeus on vakio. Vakionopeus tarkoittaa, että nopeus ja nopeuden suunta ovat aina vakioita. Koska nopeuden suuruus, eli nopeuden nopeus ja suunta, on aina vakio, voidaan sanoa, että kohde liikkuu suorassa linjassa vakionopeudella. Esimerkiksi auto liikkuu suoralla linjalla itään tasaisella nopeudella 10 m / s. Tämä tarkoittaa, että auto liikkuu suoralla linjalla itään 10 metriä sekunnissa. Koska nopeus on vakio, auto liikkuu 2 sekunnin kuluttua suoralla linjalla itään 20 metrin etäisyydellä 3 sekuntia auto liikkuu suorassa linjassa itään 30 metriä... ja niin edelleen... vertaa alla olevaan kuvaan puolella.
Kun esine liikkuu suorassa linjassa, kohteen nopeus on yhtä suuri kuin keskinopeus. Kuinka se voisi olla? yupz. Tasaisessa lineaarisessa liikkeessä (GLB) kohteen nopeus on aina vakio. Vakionopeus tarkoittaa nopeuden suuruutta (nopeus = nopeus) ja nopeuden suunta on aina vakio. Kohteen nopeuden tai nopeuden suuruus on vakio tai aina sama koko ajan, joten nopeuden tai nopeuden suuruuden on oltava yhtä suuri kuin keskimääräisen nopeuden suuruus.
Tasaisen liikkeen (GLB) ominaisuudet
Esineen sanotaan liikkuvan suorassa linjassa, jos sillä on seuraavat ominaisuudet:
- Reitillä suoran viivan muodossa tai voidaan silti pitää suorana lentoradana
- Vakiona tai vakionopeudella
- Ei kiihtyvyyttä (a = 0)
- Kuljetun polun pituudella on yhtä suuri kuin kuvaajan pinta-ala v-vs-t
- Nopeudella on suoraan verrannollinen siirtymään ja kääntäen verrannollinen aikaan.
Yhdenmukainen liikekaava (GLB)
Grafiikka todella auttaa meitä tulkitsemaan asioita helposti ja nopeasti. Nopeuden, siirtymän ja matka-ajan välisen suhteen löytämisen helpottamiseksi on erittäin hyödyllistä piirtää kolmen komponentin suhde.
Nopeuden kaavio ajan suhteen (v-t)
Kohteen nopeus yllä olevassa kaaviossa on 3 m / s. 1, 2, 3 ja niin edelleen ovat matka-aika (sekuntia). Huomaa, että vaikka aika muuttuu sekunnista viiteen, kohteen nopeuden suuruus on aina sama (merkitty suoralla viivalla).
Mistä tiedämme kohteen siirtymän suuruuden yllä olevan kaavion kautta? Varjostetun alueen pinta yllä olevassa kaaviossa on yhtä suuri kuin kohteen kulkeman siirtymän. Joten selvittääksesi siirtymän suuruuden, laske vain varjostetun alueen pinta-ala. Tietysti siirtymäyksikkö on pituuden yksikkö, ei pinta-ala.
Yllä olevasta kaaviosta v = 5 m / s, kun taas t = 3 s. Siten kohteen kulkeman siirtymän suuruus = (5 m / s x 3 s) = 15 m. Toinen tapa laskea siirtymä on käyttää GLB-yhtälöä. s = v t = 5 m / s x 3 s = 15 m.
GLB-yhtälö, jota käytämme laskemaan yllä olevan siirtymän suuruuden, pätee, jos kohteen liike täyttää graafin. Kaavio osoittaa, että kun t = 0 s, sitten v = 0. Toisin sanoen esine on aluksi levossa ja liikkuu sitten nopeudella 5 m / s. Vaikka voi käydä niin, että kun havaitsemme kohteen ensimmäisen kerran, se on jo liikkeessä,
Yhtälö pätee tasaisessa liikkeessä:
- v = nopeus (m / s)
- s = siirtymä (m)
- t = vaadittu aika (t)
Tästä yhtälöstä voimme löytää kohteen sijainnin, jonka muotoilee:
- s = v.t.
Esimerkki ongelmista Tasainen liike (GLB)
Auto liikkuu valtatiellä. Viiden kilometrin päässä tietullista auto liikkuu tasaisella nopeudella 90 km / h 20 minuutin ajan. Määritellä:
- autolla kuljettu matka 20 minuutissa 20
- auton sijainti maksullisen tien portista
Ratkaisu
- alkumatka s0 = 5 km
- nopeus (v) = 90 km / tunti
- aika (t) = 20 minuuttia = 1/3 tuntia
a. autolla kuljettu matka 20 minuutissa 20
- s = v. t = (90 km / h). (1/3 tunti) = 30 km
b. auton sijainti maksullisen tien portista
- s = s0 + v.t = 5 + 30 = 30 km
merkintä:
Ari juoksee 60 metriä 10 sekunnissa. Kuinka suuri Andin juoksunopeus on ??
Ratkaisu:
- Annettu: s = 60 m
- t = 10 s
Kysyi:
- v = ???
Vastaus:
- v = s / t
- = 60 m / 10 s
- = 6 ms-1
Joten Andin nopeus on 60 ms-1.
Määritelmä tasainen suora liike (GLBB)
Tasaisesti muuttuva suora liike (GLBB) on liike jatkuvalla kiihtyvyydellä. Kiihtyvyys on vektorimäärä, joten kiihtyvyys koostuu kiihtyvyyden suuruudesta ja kiihtyvyyden suunnasta. Joten tasaisesti muuttuva suora liike on liike, jolla on vakio kiihtyvyyden suuruus ja suunta. Tasaisen kiihtyvyyden suunta = vakionopeuden suunta = kohteen vakion liikkeen suunta = esine liikkuu suorassa linjassa. Jatkuvan kiihtyvyyden suuruus tarkoittaa, että nopeus, alias nopeus, kasvaa säännöllisesti tai vähenee säännöllisesti.
Nopeus kasvaa säännöllisesti
Esimerkiksi esine on aluksi levossa. Sekunnin kuluttua objekti liikkuu nopeudella 2 m / s. Kaksi sekuntia myöhemmin esine liikkuu nopeudella 4 m / s. Kolme sekuntia myöhemmin kohde liikkuu nopeudella 6 m / s. Ja niin edelleen... Näyttää siltä, että kohteen nopeus kasvaa joka toinen sekunti 2 m / s. Kohteen sanotaan kokevan vakion kiihtyvyyden 2 m / s sekunnissa tai 2 m / s sekunnissa tai 2 m / s2.
Nopeus laskee säännöllisesti
Esimerkiksi esine liikkuu aluksi nopeudella 10 m / s. Sekuntia myöhemmin sen nopeus laskee 9 m / s. Kaksi sekuntia myöhemmin sen nopeus laskee 8 m / s. Kolme sekuntia myöhemmin sen nopeus laskee 7 m / s. Ja niin edelleen... Näyttää siltä, että kohteen nopeus laskee 1 sekunnin välein 1 m / s. Kohteen sanotaan kokevan vakionopeuden alias negatiivisen kiihtyvyyden 1 m / s sekunnissa tai 1 m / s sekunnissa tai 1 m / s2.
Suoran liikkeen kaava muuttuu tasaisesti
GLBB-kaavoja on kolme, mukaan lukien:
Suora liike-grafiikka muuttuu säännöllisesti
Kiihtyvyys-aika- ja nopeus-aika-kuvaajat suorassa linjassa liikkuvan objektin vakiokiihtyvyydellä 2 m / s2
