Равномерное и неравномерное движение

Равномерное и неравномерное движение

Движение каждого тела можно рассматривать по отношению к другим телам. По отношению к разным телам данное тело будет совершать разные движения: пассажир, сидящий в самолете, относительно самолета покоится, но относительно Земли движется. В кинофильмах одно и тоже движение может быть снято и показано относительно разных тел: например, сначала в кадре будет поезд, движущийся на фоне тайги (движение относительно Земли), а в следующих кадрах, мы увидим в окне поезда мелькающие деревья (движение относительно вагона).

Можно сделать вывод: всякое движение, а также покой тела (как частный случай движения) относительны. Для ответа на вопрос, покоится тело или движется (и как именно движется), необходимо указать, относительно каких тел рассматривается движение данного тела.

Тела, относительно которых рассматривается данное движение, называют системой отсчета. Кроме этого в систему входят указание отсчета времени t0 и используемая система координат (обычно декартова прямоугольная).

Равномерное движение

Линия, по которой движется точка тела, называется траекторией движения. Длина траектории называется пройденным путем и обозначается латинской буквой s.

Движение тела, когда все его точки движутся идентично, называется поступательным движением. Вид движения, при котором происходит вращение тела как целого, называется вращательным. Например, при движении автомобиля его кузов с пассажирами движутся поступательно, а колеса совершают вращательное движения относительно осей.

Среди разнообразных движений часто встречаются такие, при которых тело проходит равные отрезки пути за любые равные промежутки времени. Такой тип движения называется равномерным.

Рис. 1. Примеры равномерного движения.

Что такое скорость?

В различных равномерных движениях перемещение тел за одинаковые промежутки времени могут быть различными, а значит, одинаковые перемещения будут совершаться ими за разное время. Так, на прохождение одинакового расстояния автомобиль затратит меньше времени, чем велосипедист; турист пройдет за одну минуту примерно 100 м, пассажирский самолет пролетит за этот промежуток времени 15 км, а луч лазера за минуту продвинется на 18 миллионов км. Мы говорим: автомобиль движется быстрее туриста, самолет — быстрее автомобиля, а луч лазера — быстрее, чем самолет.

Чтобы количественно охарактеризовать это различие между равномерными движениями, вводится физическая величина – скорость движения v. Скоростью равномерного движения называют отношение длины пути s, пройденного телом, к промежутку времени Δt, за который этот путь пройден:

Для определения скорости тела необходимо измерить путь s, пройденный телом, измерить промежуток времени Δt , в течение которого этот путь пройден, и разделить результат первого измерения на результат второго.

Зная скорость v равномерного движения, можно найти путь, пройденный за любой промежуток времени t, по формуле:

В свою очередь, зная путь s, пройденный телом при равномерном движении, и скорость v этого движения, можно найти время t, которое потребуется для прохождения этого пути по формуле:

В Международной системе единиц СИ время измеряется в секундах, путь (длина) — в метрах, а значит, скорость измеряется в м/с:

В астрономии применяют внесистемную единицу длины, в основе которой лежит скорость света. Эта единица называется световой год, то есть это путь проходимый светом за один год. Скорость света в вакууме равна 300 000 км/с, значит световой год равен примерно 9,46*10 12 км. Ближайшая к Земле звезда находится от нас на расстоянии 3,2 световых года.

Световой год:

Рис. 2. Световой год.

Неравномерное движение

Неравномерным называется движение, при котором за равные промежутки времени тело проходит различные отрезки пути. Примеров неравномерного движения гораздо больше, чем равномерного:

  • Автомобиль в современном городе передвигается все время меняя скоростной режим в соответствии со знаками дорожного движения и сигналами светофоров;
  • Велосипедисты во время многокилометровых гонок меняют свою скорость в зависимости от горного рельефа или из тактических (соревновательных) соображений.

Примеры неравномерного движения:

Рис. 3. Примеры неравномерного движения.

При неравномерном движении нельзя говорить о какой-то определенной скорости, так как отношение пройденного пути к соответственному промежутку времени не одинаково для разных участков, как при равномерном движении. В этом случае вводится понятие средней скорости движения: средней скоростью vср движения на данном участке пути называется отношение длины s этого участка к промежутку времени t, за который этот участок пройден:

Если известны средние скорости v1, v2, v3… за отдельные последовательные промежутки времени t1, t2 , t3…, то средняя скорость всего движения выразится формулой:

Следует обратить внимание, что в общем случае средняя скорость не равна среднему значению от средних скоростей на отдельных участках пути. В числителе формулы (6) стоит сумма всех отдельных участков пути, а в знаменателе полное, суммарное, время движения.

Что мы узнали?

Итак, мы узнали, что механическое движение тел может быть равномерным или неравномерным. Характеристикой равномерного движения является физическая векторная величина, называемая скоростью. Для вычисления количественных показателей движения (путь, скорость, время) получены формулы равномерного и неравномерного движения (1), (2), (3), (5), (6). Эти первоначальные понятия из раздела кинематики, полученные в 7 классе, помогут в дальнейшем разобраться с более сложными, криволинейными движениями.

Источник



Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное прямолинейные движения.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Примеры: движение автомобиля, Земли вокруг Солнца, облаков на небе и др.

Механическое движение относительно: тело может покоиться относительно одних тел, и двигаться относительно других. Пример: водитель автобуса покоится относительно самого автобуса, но находится в движении вместе с автобусом относительно земли.

Для описания механического движения выбирают систему отсчёта.

Прямолинейным называется движение, если траектория тела – прямая линия.

Длину траектории называют путем. Путь измеряется в метрах.

Равномерным называется такое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути. При этом скорость тела не меняется.

При этом движении перемещение и скорость вычисляются по формулам:

,

Билет № 2

Взаимодействие тел. Сила. Законы динамики Ньютона.

Изменение скорости тела, т.е. появление ускорения, всегда вызывается воздействием на данное тело каких-либо тел.

Сила – это векторная физическая величина, являющаяся мерой ускорения, приобретаемого телами при взаимодействии.

Сила характеризуется модулем, точкой приложения и направлением.

Сила обозначается , измеряется в Ньютонах (Н). .

Если на тело одновременно действует несколько сил, то результирующая сила находится по правилу сложения векторов.

I.(Закон инерции). Существуют такие системы отсчёта (инерциальные), относительно которых поступательно движущиеся тела сохраняют свою скорость постоянной, если на них не действуют другие тела или действие других тел компенсируется.

II.Произведение массы тела на ускорение равно сумме всех сил, действующих на тело.

III.Силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулям и направлены по одной прямой в противоположные стороны.

Билет № 3 1. Импульс тела. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и его использование в технике.

Импульсом тела называется величина, равная произведению массы тела на его скорость.

Импульс обозначается буквой и имеет такое же направление, как и скорость.

Единица измерения импульса:

Импульс тела вычисляется по формуле: , где

Изменение импульса тела равно импульсу силы, действующей на него:

Для замкнутой системы тел выполняется закон сохранения импульса:

в замкнутой системе векторная сумма импульсов тел до взаимодействия равна векторной сумме импульсов тел после взаимодействия.

Билет № 4

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

Силы взаимного притяжения, действующие между любыми телами в природе, называются силами всемирного тяготения (или силами гравитации).

Закон всемирного тяготения (открыл Ньютон):

Все тела притягиваются друг к другу с силой прямо пропорциональной произведению масс тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:

Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи этой поверхности.

Билет № 5

Превращение энергии при механических колебаниях, Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

Колебаниями называются любые повторяющиеся движения.

Примеры: ветка дерева на ветру, маятник в часах, поршень в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, струна гитары, волны на поверхности моря и т.д.

Свободными называются колебания, возникающие после выведения системы из положения равновесия при последующем отсутствиии внешних воздействий. Эти колебания затухающие.

Например, колебания груза на нити.

Вынужденными называются колебания, происходящие под действием внешней постоянной периодической силы. Они незатухающие.

Примеры: поршень в цилиндре двигателя автомобиля, игла в швейной машине, качели, если их постоянно раскачивают.

Билет № 6

Билет № 7

Билет № 8

1.Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона). Изопроцессы.

Состояние газа данной массы полностью определено, если известны его давление, объём и температура. Эти величины называют параметрами состояния газа.

уравнение Менделеева-Клапейрона

Изопроцессы – это такие процессы, при которых один из макроскопических параметров остаётся постоянным, а два другие меняются.

Билет № 9

Билет № 10

Билет № 11

Билет № 12

Билет № 13

Билет № 14

Билет № 15

Билет № 16

Билет № 17

Билет № 18

Билет № 19

Билет № 20

1.Электромагнитные волны и их свойства. Принципы радиосвязи и примеры их практического использования.

Электромагнитная волна – это меняющееся с течением времени и распространяющееся в пространстве электромагнитное поле.

Свойства электромагнитных волн:

1.Возникают при ускоренном движении зарядов.

3.Имеют скорость в вакууме 3٠10 8 м/с.

5.Проникающая способность и энергия зависит от частоты.

7.Обладают интерференцией и дифракцией.

Билет № 21

Билет № 22

1.Опыты Резерфорда по рассеянию α-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.

Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положительный заряд не распределён равномерно по шару, как предполагал Томсон, а сосредоточен в центральной части атома – атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая положительный заряд, отталкивается от него, а при попадании в ядро – отбрасывается назад.

Новые представления об особых свойствах атома сформулировал датский физик Бор в двух постулатах.

1-й постулат. Атомная система может находиться только в особых стационарных или квантовых состояниях, каждому из которых соответствует соя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

2-й постулат. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения.

Билет № 24

Билет № 25

Билет № 26

Билет № 1

Механическое движение. Относительность движения. Равномерное и равноускоренное прямолинейные движения.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Примеры: движение автомобиля, Земли вокруг Солнца, облаков на небе и др.

Механическое движение относительно: тело может покоиться относительно одних тел, и двигаться относительно других. Пример: водитель автобуса покоится относительно самого автобуса, но находится в движении вместе с автобусом относительно земли.

Для описания механического движения выбирают систему отсчёта.

Прямолинейным называется движение, если траектория тела – прямая линия.

Длину траектории называют путем. Путь измеряется в метрах.

Равномерным называется такое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути. При этом скорость тела не меняется.

При этом движении перемещение и скорость вычисляются по формулам:

,

Источник

Равномерное и неравномерное движение 2021

Движение — это изменение положения объекта по отношению к другим объектам. Образцом является объект, по сравнению с которым наблюдается движение. В природе нет объекта, который находится в полном — абсолютном отдыхе. Путь (или траектория) — это линия, которую тело описывает во время движения. Пути могут быть прямыми или изогнутыми, поэтому движение в соответствии с формой пути является либо линейным, либо нелинейным. Линейное движение является самым основным движением и далее делится на равномерное и неравномерное движение.

Что такое равномерное движение?

Простейшей формой механического движения является равномерное линейное движение. Само название говорит о том, что это равномерное движение материальной точки по прямой, т. Е. С постоянной скоростью. Скорость линейного движения линии определяется как изменение положения тела в течение заданного интервала времени. Основной характеристикой равномерного линейного движения является то, что смещение равно пройденной траектории (расстоянию). Когда тело проходит равные расстояния с равными интервалами времени, мы говорим, что оно движется с постоянной скоростью. Отношение расстояния и времени к линейному равномерному движению всегда постоянное. Постоянная скорость означает, что тело проходит равные движения за равные промежутки времени, всегда в одном направлении по прямой. Это означает, что расстояние, пройденное в первой секунде, идентично расстоянию, пройденному в другую секунду движения. Другими словами, ускорение равно нулю. В случае вращательного (кругового) движения все части объекта перемещаются вокруг окружностей, расположенных в параллельных плоскостях, центры которых находятся на оси вращения. Уравнения, описывающие вращательное движение тела, могут быть выведены из уравнения поступательного движения, помещая вместо пути s — угол поворота φ (рад), скорость c — угловую скорость ω (rad / s) и ускорение a — угловое ускорение α (рад / с 2 ). В этом случае для равномерного вращения (ω = const):

Что такое неравномерное движение?

Ускоренное движение является частью кинематики, в которой изучаются изменения скорости во время движения. Кратковременная скорость — это скорость материальной точки в данный момент времени или в заданной точке траектории. Он равен средней скорости за очень короткий промежуток времени Δt. Ускорение определяется как отношение изменения скорости и временного интервала. Если тело встает на место или движется с постоянной скоростью, он не имеет ускорения. Отсюда следует, что ускорение можно представить в виде уравнения следующим образом. Средняя скорость — это отношение полного смещения тела и размера этого временного интервала. Средняя скорость никоим образом не должна рассчитываться как среднее арифметическое для скоростей отдельных частей движения. При введении средней скорости неоднородные движения отождествляются с равномерными линейными движениями.

В зависимости от знака ускорения равномерно изменяемое движение может быть: положительно ускорено (а> 0) и отрицательно ускорено (а <0), а по отношению к начальным условиям оно может быть: движение без начальной скорости (v0 = 0) и движение с начальной скоростью (v0 > 0).

Равномерно изменяемое движение — это постоянное движение ускорения. Это означает, что любое изменение скорости, деленное на временной интервал, даст такое же значение ускорения. Постоянное ускорение означает равное изменение скорости с равными интервалами. Основное уравнение для скорости в одинаково ускоренном движении определяется выражением:. В случае вращения переменной скорости (положительно ускоренного α> 0 и отрицательно ускоренного α <0):

Разница между равномерным и неравномерным движением

1. Определение равномерного и неравномерного движения

Если один объект движется по прямой и проходит равные движения с равными интервалами, то он выполняет равномерное линейное движение. Поскольку скорость движения определяется расстоянием в единицу времени, равномерное линейное движение является постоянным движением скорости (a = 0). В случае равномерного перемещения смещения на каждую секунду (или другие равные интервалы) не идентичны.

2. Параметры равномерного и неравномерного движения

В случае равномерного движения v = const; а = 0; в случае неравномерного движения v ≠ const; a ≠ 0.

3. Вращательное движение равномерного и неравномерного движения

Говоря о равномерном вращательном движении ω = const и аналогично ω ≠ const в случае неравномерного движения.

Равномерное движение против неравномерного движения: Сравнительная таблица

Равномерное движение Неравномерное движение
Постоянная (постоянная) скорость движения Переменная скорость
Ускорение равно нулю Ускорение может быть как положительным, так и отрицательным (отличным от нуля)
Расстояния, пройденные в каждом интервале, равны Расстояния, пройденные в каждом интервале, не идентичны
График — прямая (расстояние — время) График изогнутый

Краткое изложение равномерного и неравномерного движения

Однообразное движение — такое движение, когда тело пересекает одинаковые пути за одни и те же промежутки времени. Поскольку скорость движения задается расстоянием в единицу времени, равномерное линейное движение является движением постоянной скорости. В этом случае фактическая скорость и средняя скорость движущегося тела одинаковы

Неравномерное движение — это такое движение, когда тело пересекает разные пути за одни и те же промежутки времени.Движение по прямой, в которой ускорение является постоянным, называется равномерно ускоренным линейным движением. Средняя скорость не равна средней скорости объекта. Такими примерами являются свободное падение, автомобиль с двигателем, сфера на крутом уровне и так далее.

В случае равномерных круговых движений тело вращается с постоянной скоростью вокруг неподвижной оси или центральной точки. Радиальное расстояние постоянное. Неравномерное круговое движение характеризуется переменной угловой скоростью — и есть некоторое радиальное ускорение.

Источник

Равномерное и неравномерное движение в природе

Изучим виды механического движения, введем величину, характеризующую быстроту движения – скорость.

Известно, что по виду траектории движение бывает прямолинейным и криволинейным. Сравним движения тел по прямой траектории. Автобус по прямой дороге движется от одной остановки до другой. Второй автобус по прямой дороге едет из одного города в другой (рис.1). Чем движение одного автобуса отличается от движения другого? Первый автобус при движении останавливается, снова начинает движение, проезжает некоторое расстояние и снова останавливается. Второй автобус такое же расстояние проезжает без остановок. В первом случае движение автобуса неравномерное, во втором можно считать равномерным.

Если тело за равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

Равномерное движение в природе встречается редко. Почти равномерно движется Земля по своей орбите вокруг Солнца. Автомобиль равномерно может двигаться только по прямой дороге без препятствий. Молекула при своем движении сталкивается с другими молекулами, останавливается и снова разгоняется, поэтому ее движение нельзя считать равномерным.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути, называется неравномерным.

Чем еще могут отличаться движения двух автобусов? Один едет медленнее, второй – быстрее.

Величиной, характеризующей быстроту движения тела, является скорость. Человек за 1 час проходит 5 км, автомобиль за 1 час проедет 100 км. Говорят, что скорость пешехода составляет 5 км в час, скорость автомобиля – 100 км в час.

Скорость – это физическая величина, показывающая, какой путь проходит тело за единицу времени.

Чтобы найти скорость при равномерном движении, нужно пройденный путь разделить на время движения:

Физические величины имеют буквенное обозначение. Скорость принято обозначать

По формуле определим единицу измерения скорости в международной системе (СИ): в числителе формулы – путь, измеряется в метрах, в знаменателе – время, измеряется в секундах, следовательно, скорость измеряется в метрах на секунду (м/с).

За единицу скорости принимается скорость такого равномерного движения, при котором за 1 секунду тело проходит путь, равный 1 метру.

Скорость также можно измерять в километрах в час, метрах в минуту, сантиметрах в секунду и т.д.: км/ч, м/мин, см/с.

Рассмотрим задачу. Двигаясь равномерно, поезд за два часа прошел путь 144 км. Какова скорость поезда?

Физические величины в условии задачи и решении записываются при помощи их буквенных обозначений и единиц измерения. Условие задачи выпишем столбиком: известно время движения поезда – обозначается буквой t и равно 2 ч, известен путь – обозначается буквой s и равен 144 км. Найти скорость движения поезда – v.

Условие задачи принято отделять от решения вертикальной линией. В решении запишем формулу вычисления скорости v= s/t, в которую подставим данные значения величин. В физике принято значения величин записывать вместе с единицами измерения. Итак, скорость v равно 144 км делим на 2 часа = 72 км в час. Выразим ответ в системе СИ, для этого км переведем в метры, часы выразим в секундах: 1 км = 1000 м, 1 ч = 3600 с. Тогда 72000 м делим на 3600 с = 20 м/с.

Из решения задачи видно, что числовое значение скорости зависит от единицы измерения. Чтобы скорость, выраженную в км/час, перевести в СИ, нужно числовое значение скорости умножить на 1000 м и разделить на 3600 с:

Рассмотрим еще одну задачу. Из двух городов, расстояние между которыми равно 200 км, выехали два автомобиля со скоростью 36 км/ч и 54 км/ч. Какое расстояние будет между ними через 2 часа?

Выпишем условие задачи: расстояние между городами S = 200 км, скорость первого автомобиля 36 км/ч, скорость второго автомобиля 54 км/ч. Найти расстояние через 2 ч.

Для решения этой задачи недостаточно данных. Автомобили могут сближаться, если едут навстречу друг другу (рис.2), или удаляться друг от друга (рис.3). Скорость, кроме числового значения, также имеет направление. Если автомобили едут навстречу друг другу, то они сближаются и расстояние между ними уменьшается, если удаляются друг от друга, то расстояние между ними увеличивается.

Найдем пути, пройденные автомобилями за 2 часа:

Общий путь, пройденный ими за 2 часа: 72 км + 108 км = 180 км.

Если автомобили сближаются, то расстояние между ними уменьшается: 200 км – 180 км = 20 км.

Если автомобили удаляются, то расстояние между ними увеличивается: 200 км + 180 км = 380 км.

Ответ: расстояние между автомобилями может быть 20 км или 380 км в зависимости

от направления движения.

Направление движения тела – это есть направление скорости.

Величины, имеющие числовое значение и направление, называются векторными. Величины, имеющие только числовое значение (не имеющие направления), называются скалярными. К скалярным величинам относятся время, путь, площадь, длина, масса и другие. Векторные величины обозначаются буквой со стрелочкой. Например, векторная величина скорость обозначается:

а модуль скорости такой же буквой, но без стрелочки:

При неравномерном движении скорость изменяется. Автобус, приближаясь к остановке, уменьшает свою скорость, трогаясь с места, постепенно увеличивает скорость. Если говорим, что скорость автобуса равна 60 км/ч, то имеем в виду среднюю скорость движения.

Чтобы определить среднюю скорость при неравномерном движении, нужно общий пройденный путь разделить на общее время, потраченное на этот путь:

где sобщий = s1 + s2 , tобщее = t1 + t2, если весь путь состоит из двух участков.

Если тело за равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути, называется неравномерным.

Скорость – это физическая величина, характеризующая быстроту движения тела и равная отношению пройденного пути ко времени, за которое этот путь пройден.

Чтобы определить среднюю скорость при неравномерном движении, нужно общий пройденный путь разделить на общее время, потраченное на этот путь

Величины, имеющие числовое значение и направление, называются векторными. Величины, имеющие только числовое значение (не имеющие направления), называются скалярными. Скорость – векторная величина, обозначается:

Источник

Adblock
detector