JEDNOLIKO UBRZANO PRAVOCRTNO KRETANJE: KARAKTERISTIKE, FORMULE - FIZIČKA - 2026

Jednoliko ubrzano pravocrtno gibanje je onaj koji prolazi u ravnoj liniji, a u kojoj se kreće tijelo povećanje ili smanjenje njegove brzine pri konstantnom brzinom. Ta brzina je veličina koja opisuje brzinu kojom se brzina mijenja i naziva se ubrzanje.

U slučaju jednoliko ubrzanih ili različitih pravokutnih kretanja (MRUV), za ubrzanje veličine brzine odgovorno je stalno ubrzanje. U drugim vrstama pokreta, ubrzanje je također u stanju promijeniti smjer i osjećaj brzine, ili čak samo promijeniti smjer, kao u jednoličnom kružnom gibanju.

Slika 1. Ubrzani pokreti su najčešći. Izvor: Pixabay.

Budući da ubrzanje predstavlja promjenu brzine tijekom vremena, njegove jedinice u Međunarodnom sustavu su m / s ² (u kvadraturama metara preko sekunde). Kao i brzina, ubrzanje može biti dodijeljeno pozitivnom ili negativnom znaku, ovisno o tome povećava li se ili smanjuje brzina.

Ubrzanje, recimo +3 m / s ^2, znači da se za svaku sekundu koja prođe, brzina mobilnog povećava za 3 m / s. Ako je na početku pokreta (pri t = 0) brzina mobilne bila +1 m / s, tada će nakon jedne sekunde biti 4 m / s, a nakon 2 sekunde ona će biti 7 m / s.

Pri jednoliko promjenjivom pravocrtnom gibanju uzimaju se u obzir razlike u brzini koju svakodnevno doživljavaju pokretni predmeti. To je realniji model od uniformnog pravokutnog gibanja. Unatoč tome, još uvijek je prilično ograničen, jer ograničava mobilni telefon da putuje samo ravnom linijom.

karakteristike

Ovo su glavne karakteristike jednoliko ubrzanog pravokutnog gibanja:

-Pokret se uvijek odvija ravno.

-Ubrzanje mobilnog je konstantno, i po veličini i u smjeru i u smislu.

-Mobilna brzina se linearno povećava (ili smanjuje).

-Budući ubrzanja ostaje konstantna u vremenu t, graf njegove veličine kao funkcije vremena je ravna crta. U primjeru prikazanom na slici 2, linija je obojena plavo, a vrijednost ubrzanja očitava se na okomitoj osi, približno +0,68 m / s ².

Slika 2. Grafikon ubrzanja prema vremenu za jednoliko raznoliko pravokutno kretanje. Izvor: Wikimedia Commons.

-Grafikon brzine v s obzirom na t je ravna linija (zelenom bojom na slici 3) čiji je nagib jednak ubrzanju mobilnog. Na primjeru je nagib pozitivan.

Slika 3. Grafikon brzine naspram vremena za jednoliko raznoliko pravokutno kretanje. Izvor: Wikimedia Commons.

-Osječak s okomitom osi označava početnu brzinu, u ovom slučaju je 0,4 m / s.

-Na kraju, grafikon položaja x u odnosu na vrijeme krivulja je prikazana crvenom bojom na slici 4, što je uvijek parabola.

Slika 4. Nacrt položaja u odnosu na vrijeme za jednoliko raznoliko pravokutno kretanje. Izvor: izmijenjeno iz Wikimedia Commonsa.

Udaljenost udaljena od v v. t

Imajući graf v vs. t, izračunati udaljenost koju je mobilni mobilni telefon je vrlo jednostavna. Pređena udaljenost jednaka je površini ispod crte koja je unutar željenog vremenskog intervala.

U prikazanom primjeru pretpostavimo da želite znati udaljenost koju je mobilni telefon prešao između 0 i 1 sekunde. Pomoću ovog grafikona pogledajte sliku 5.

Slika 5. Grafikon za izračun udaljenosti koju je mobilni put prošao. Izvor: izmijenjeno iz Wikimedia Commonsa.

Traženi udaljenost numerički je ekvivalentan području trapeza zasjenjenog na slici 3. Područje trapeza dano je sa: (glavna baza + manja baza) x visina / 2

Također je moguće podijeliti zasjenjeno područje u trokut i pravokutnik, izračunati odgovarajuća područja i dodati ih. Pređena udaljenost je pozitivna, bilo da čestica ide udesno ili ulijevo.

Formule i jednadžbe

I prosječno ubrzanje i trenutačno ubrzanje imaju istu vrijednost u MRUV-u, dakle:

-Ubrzanje: a = konstanta

Kad je akceleracija jednaka 0, gibanje je ujednačeno pravocrtno, jer bi brzina u ovom slučaju bila konstantna. Znak a može biti pozitivan ili negativan.

Budući da je ubrzanje nagib linije v prema t, jednadžba v (t) je:

-Sbrza kao funkcija vremena: v (t) = v _o + at

Gdje je v _o vrijednost početne brzine mobilnog

-Pozicija kao funkcija vremena: x (t) = x _ili + v _ili t + ½at ²

Kada nemate vremena, ali umjesto toga imate brzine i pomake, postoji vrlo korisna jednadžba koja se dobiva rješavanjem vremena v (t) = v _ili + at i zamjenom u posljednju jednadžbu. Radi se o:

Riješene vježbe

Pri rješavanju vježbe kinematike važno je osigurati da se situacija prilagodi modelu koji će se koristiti. Na primjer, jednadžbe jednolikog pravokutnog gibanja ne vrijede za ubrzano gibanje.

A oni ubrzanog pokreta, na primjer, ne vrijede za kružni ili krivocrtni pokret. Prva od ovih vježbi koja je riješena u nastavku kombinira dva mobitela s različitim pokretima. Da biste to ispravno riješili, potrebno je prijeći na odgovarajući model pokreta.

-Rješena vježba 1

Da bi saznao dubinu bušotine, dijete baci novčić i istovremeno aktivira svoj tajmer, koji se zaustavlja tek kad čuje kako novčić udara u vodu. Čitanje mu je bilo 2,5 sekunde. Znajući da je brzina zvuka u zraku 340 m / s, izračunajte dubinu bušotine.

Riješenje

Neka je h dubina bušotine. Kovanica putuje tu udaljenost u slobodnom padu, jednoliko promjenjivim okomitim kretanjem, početnom brzinom 0, kako se novčić baca, i stalnim ubrzanjem prema dolje jednakom 9,8 m / s ². Uzmi vremena t _m u to.

Jednom kada novčić udari u vodu, zvuk uzrokovan klikom dopire do djetetova uha, koje zaustavi štopericu kad ga čuje. Nema razloga vjerovati da se brzina zvuka mijenja kako se povećava u bunar, tako da je gibanje zvuka ujednačeno pravocrtno. Zvuk treba vremena t _S do djeteta.

Jednadžba gibanja za novac:

Gdje su x i a jednadžba za poziciju navedenu u prethodnom odjeljku zamijenjeni su s h i g.

Jednadžba gibanja zvuka:

Ovo je poznata jednadžba udaljenosti = brzina x vrijeme. S ove dvije jednadžbe imamo tri nepoznanice: h, tm i ts. Za vremena u kojima postoji veza poznato je da je sve potrebno 2,5 sekunde, dakle:

Izjednačavanje obje jednadžbe:

Čišćenje jednog puta i zamjena:

Ovo je kvadratna jednadžba s dva rješenja: 2.416 i -71.8. Odabrano je pozitivno rješenje, koje je ono koje ima smisla, jer vrijeme ne može biti negativno, au svakom slučaju mora biti manje od 2,5 sekunde. Za to se vrijeme zamjenjuje dubinom bušotine:

-Rješena vježba 2

Automobil koji putuje brzinom od 90 km / h približava se križnoj ulici sa semaforima. Kad je udaljen 70 m, svijetli žuto svjetlo koje traje 4 sekunde. Udaljenost između semafora i sljedećeg ugla je 50 m.

Vozač ima ove dvije mogućnosti: a) kočenje pri - 4 m / s ² ili b) ubrzanje na + 2 m / s ². Koja od dvije mogućnosti vozaču omogućuje zaustavljanje ili prelazak čitave ulice prije nego što svjetlo postane crveno?

Riješenje

Početni položaj vozača je x = 0 upravo kad vidi da se upali žuto svjetlo. Važno je pravilno pretvoriti jedinice: 90 km / h jednako je 25 m / s.

Prema opciji a), tokom 4 sekunde koja traje žuto svjetlo vozač putuje:

Dok traje žuto svjetlo, vozač putuje ovako:

x = 25,4 + ½,2,4 ² m = 116 m

Ali 116 m je manje od dostupne udaljenosti da biste stigli do sljedećeg ugla, a to je 70 + 50 m = 120 m, pa on ne može prijeći cijelu ulicu prije nego što se upali crveno svjetlo. Preporučena akcija je kočenje i zadržavanje 2 metra od semafora.

Prijave

Ljudi svakodnevno doživljavaju učinke ubrzanja: kada putujete automobilom ili autobusom, jer ih stalno treba kočiti i ubrzavati da bi prilagodili brzinu preprekama na putu. Ubrzanje se doživljava i kad se dižete u liftu.

Zabavni parkovi mjesta su na kojima ljudi plaćaju kako bi iskusili učinke ubrzanja i zabavili se.

U prirodi se jednoliko različito pravokutno kretanje opaža kada se neki predmet slobodno spusti ili kad se baci okomito prema gore i čeka da se vrati na zemlju. Ako se zanemari otpor zraka, vrijednost ubrzanja je gravitacijska: 9,8 m / s2.

Reference

1. Bauer, W. 2011. Fizika za inženjerstvo i znanosti. Svezak 1. Mc Graw Hill.40-45.
2. Figueroa, D. Fizička serija za znanosti i inženjerstvo. Svezak 3. Izdanje. Kinematika. 69-85.
3. Giancoli, D. Fizika: Načela s primjenama. 6. ^st. Ed Prentice Hall. 19-36.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konceptualna fizička znanost. 5. ^st. Ed Pearson. 14-18.
5. Kirkpatrick, L. 2007. Fizika: pogled na svijet. 6 ^ta Uređivanje skraćeno. Cengage Learning. 15-19.
6. Wilson, J. 2011. Fizika 10. Pearsonovo obrazovanje. 116-119