какое движение считается равномерным
Кинематика. Равномерное движение.
Если тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути, его движение называется равномерным.
Равномерное движение встречается довольно редко. Например, почти равномерно движется Земля вокруг Солнца, проходя за год один оборот.
При равномерноем движении скорость не изменяется:
Равномерное движение происходит как по прямолинейной, так и по криволинейной траектории.
Равномерное движение тела описывается уравнением:
где s – путь, пройденный телом от некоторой точки, принятой за начало отсчета, t – время тела в пути, s0 – значение s в начальный момент времени t = 0.
Прямолинейным равномерным движением называют движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. Скорость прямолинейного равномерного движения – величина постоянная. Определяется как отношение перемещения точки к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло:
Модуль этой скорости – это перемещение тела, совершаемое за единицу времени.
Скоростью равномерного прямолинейного движении называют величину, равную отношению перемещения тела за любой промежуток времени к значению этого промежутка:
Перемещение при равномерном прямолинейном движении (по оси Х) можно рассчитать по формуле:
где υx – проекция скорости на ось Х, откуда закон равномерного прямолинейного движения будет иметь вид:
Равномерное механическое движение. Равномерное движение и его график
Равномерное движение считается самым простым из всех видов механического движения. Для него характерно отсутствие ускорения. Проще говоря, равномерным движением есть такое идеальное движение, когда скорость тела не меняется и остаётся одинаковой на протяжении длительного времени. Когда тело преодолевает равные расстояния за одинаковые интервалы времени, движение называют равномерным прямолинейным. Однако такое идеальное движение в жизни бывает крайне редко.
Стоит различать данные понятия, поскольку они имеют разный физический смысл. Путь есть величиной скалярной, а перемещение – векторной. Кроме того, по длине перемещение и путь могут отличаться, так как путь показывает длину всей траектории движения объекта, а перемещение – лишь расстояние между началом и концом его движения. Перемещение и путь могут иметь одинаковую длину лишь в случае прямолинейного движения.
Скорость равномерного движения
То есть, вектор скорости равномерного движения направлен в сторону движения тела. Про это следует помнить при изображении графика равномерного движения.
Особенностью прямолинейного равномерного движения является равенство пути и перемещения.
Частным случаем равномерного движения есть состояние покоя. При этом условие равномерного движения выполняется, поскольку все главные характеристики движения равняются нулю.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Построение графиков равномерного движения
Если построить график зависимости скорости от времени равномерного движения, то он будет выглядеть как прямая, параллельная оси абсцисс, и удалённая от неё на величину скорости. При этом, если задать на данном графике интервал времени, то площадь получившегося прямоугольника будет показывать значение пройденного пути. Другими словами, произведение двух его сторон – скорости и времени.
Если построить график зависимости пройденного пути от времени при равномерном движении, то можно определить скорость, с которой данное движение было совершено. Данный график будет иметь вид прямой, выходящей из начала координат. В таком случае скорость равномерного движения будет определяться тангенсом угла наклона прямой к оси абсцисс. Чем меньше угол наклона графика, тем меньше скорость равномерного движения.
Физики часто используют такое выражение для равномерного движения:
Физический смысл данного выражения заключается в том, что скорость является константой, то есть не меняется во времени.
Равномерное движение может происходить как по прямой, так и криволинейно.
Для описания зависимости основных характеристик механического движения при равномерном передвижении используют следующую формулу:
где \(s\) – путь, преодоленный телом от начала отсчёта;
\(s_0\) – значение пути в начальный момент времени;
\(v\) – скорость передвижения.
Прямолинейное движение
Если движение тела является прямолинейным и равномерным, то направление и значение скорости не зависят от времени. То есть, вектор перемещения и вектор скорости направлены одинаково. При этом величина средней скорости совпадает со значением мгновенной скорости в любой момент времени в любой точке траектории.
Скорость равномерного прямолинейного движения будет показывать перемещение объекта за единицу времени.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Равнопеременное движение
Равнопеременное прямолинейное движение есть частным случаем неравномерного движения.
Для него характерна смена скорости тела на равные значения за одинаковые интервалы времени. Проще говоря, для равнопеременного движения характерно постоянное по модулю и направлению ускорение:
Различают равноускоренное и равнозамедленное равнопеременное движение.
При равноускоренном движении ускорение имеет знак «плюс», при этом тело постоянно равномерно разгоняется.
При равнозамедленном движении ускорение имеет знак «минус», при этом тело постоянно равномерно притормаживает.
При равнопеременном движении используют понятие средней скорости, значение которой рассчитывается отношением перемещения объекта к интервалу времени.
Понятие ускорения и мгновенной скорости
Мгновенной скоростью считается значение скорости движения тела, зафиксированное в заданный момент времени. Значение мгновенной скорости есть предельным, так как при бесконечном стремлении интервала времени \(∆t\) к нулю оно постоянно стремится к значению средней скорости.
При этом значение мгновенной скорости рассчитывают так:
Ускорение показывает изменение скорости тела. Эта величина также является предельной при бесконечном стремлении интервала времени \(∆t\) к нулю.
Перемещение тела при равномерном прямолинейном движении рассчитывают таким образом:
где \(v_x\) является проекцией скорости на ось абсцисс.
В результате этого закон прямолинейного равномерного движения запишется так:
Какое движение считается равномерным
2.1 Равномерное прямолинейное движение.
2.1.1 Равномерное прямолинейное движение — это движение, при котором тело за любые равные промежутки времени совершает равные перемещения, двигаясь по прямой линии.
2.1.2 Скорость 
— векторная физическая величина, показывающая какое перемещение совершило тело за единицу времени:
При равномерном движении по прямой:
где S — путь, проходимый телом за время t.
Для учета направления движения эту формулу запишем в проекциях:
где 
— перемещение вдоль оси Ox за время t. Знак проекции зависит от направления скорости и оси координат (см. рис.):
2.1.3 График проекции скорости от времени.
Так скорость при равномерном движении по прямой является постоянной, то график будет представлять собой прямые линии, параллельные оси времени (см. рис.):
Направление движения: если график лежит над осью времени (1 и 2), то проекция положительна и тело движется по направлению оси Ox; в противном случае, когда график расположен ниже оси времени (3 и 4), то проекция скорости отрицательна и тело движется против оси Ox.
Значение скорости: чем дальше от оси времени лежит прямая, тем больше модуль скорости 
2.1.4 Геометрический смысл площади под графиком в осях 
.
Для любого вида движения пройденный телом путь можно определить как площадь под графиком, когда на оси Oy отложена скорость, а на оси Ox — время. Это легко видеть непосредственно из рисунка для равномерного движения (см. рис.):
2.1.5 График проекции перемещения.
Проекция перемещения при равномерном прямолинейном движении определяется формулой:
График проекции перемещения при равномерном прямолинейном движении — это прямая, выходящая из начала координат.
Направление движения: если прямая лежит над осью времени (поднимается вверх), то тело движется в положительном направлении оси Ox (прямые 1 и 2); если прямая лежит под осью времени (опускается вниз), то тело движется против оси Ox.
Значение скорости: чем больше тангенс угла наклона (чем круче поднимается вверх или опускает вниз), тем больше модуль скорости 
2.1.6 Закон движения.
где 
— начальная координата тела по оси Ox, x — координата тела в момент времени t, 
— проекция скорости на ось Ox.
При движении по прямой всегда возможно выбрать ось Ox вдоль этой прямой. Однако в некоторых случаях удобно рассматривать движение и вдоль оси Oy:
2.1.7 График изменения координаты.
Уравнение координаты при равномерном движении имеет вид (2.5).
График изменения координаты при равномерном движении — это прямая линия.
Направление движения: если с течением времени координата увеличивается (прямая поднимается вверх), то тело движется по направлению оси Ox (прямые 1 и 2); если координата уменьшается (прямая опускается вниз), то движение происходит против оси Ox.
Значение скорости: чем больше тангенс угла наклона (чем круче поднимается вверх или опускает вниз), тем больше модуль скорости; 
где 
— изменение координаты за время 
Начальная координата тел — точка пересечения прямой с вертикальной осью (на рисунке это ось Ox, но мы привыкли, что вертикальная ось — ось Ox).
Время и место встречи двух тел — точка пересечения графиков координат двух тел; из точки пересечения следует опустить перпендикуляры на ось времени и ось координат.
Пересечение прямой с осью времени — точка пересечения прямой с ось времени означает, что тело проехало мимо начала отсчета.
2.2 Средняя скорость неравномерного движения.
2.2.1 Неравномерное движение — это движение с переменной скоростью. Скорость со временем может меняться как угодно — по любому закону.
2.2.2 Средняя векторная скорость.
где 
— перемещение за время t.
2.2.3 Средняя путевая (скалярная) скорость.
где L — весь путь, пройденный за время t.
2.3 Относительность механического движения.
В определении системы отсчета было сказано, что за тело отсчета можно выбирать абсолютно любое тело. В зависимости от выбора такого тела, то есть от выбора системы отсчета, одно и то же движение будет выглядеть по-разному. Например, сидим в движущейся машине — относительно машины мы неподвижны, относительно земли — движемся. Покой относителен. Движение тела относительно и положение тела относительно.
2.3.1 Правило сложения перемещений.
Векторная сумма перемещений
где — перемещение относительно неподвижной системы отсчета (НСО), 
— перемещение относительно подвижной системы отсчета (ПСО), 
— перемещение самой подвижной системы отсчета (СПСО).
2.3.2 Правило сложения скоростей.
Векторная сумма скоростей
где 
— скорость относительно неподвижной системы отсчета (НСО), 
— скорость относительно подвижной системы отсчета (ПСО), 
— перемещение самой подвижной системы отсчета (СПСО).
2.3.3 Относительная скорость.
Векторная разность скоростей
где 
— скорость первого тела относительно второго (относительная скорость), 
— скорость первого тела, 
— скорость второго тела.
Равномерное движение
Равномерное движение
Для кинематического описания движения расположим ось OХ вдоль направления движения. Для определения перемещения тела при равномерном прямолинейном движении достаточно одной координаты Х. Проекции перемещения и скорости на координатную ось можно рассматривать, как алгебраические величины.
В зависимости от направления оси и направления движения тела эта величина может быть как положительной, так и отрицательной. При прямолинейном и равномерном движении модуль перемещения тела совпадает с пройденным путем. Скорость равномерного прямолинейного движения определяется по формуле:
Математическое описание равномерного прямолинейного движения
Закон движения тела при равномерном прямолинейном движении описывается линейным алгебраическим уравнением.
Уравнение движения тела при равномерном прямолинейном движении
От точки x 1 до точки x 2 тело переместилось за две секунды. Перемещение тела составило три метра.
Зная это, можно найти скорость тела.
Есть еще один способ определения скорости: из графика ее можно найти как отношение сторон BC и AC треугольника ABC.
Аналогично вычисления проводятся для второго случая движения. Рассмотрим теперь новый график, изображающий движение с помощью отрезков прямых. Это так называемый кусочно-линейный график.
Отметим, что путь и перемещение не совпадают для движения, описываемого кусочно-линейным графиком. Например, в интервале времени от нуля до семи секунд тело прошло путь, равный 8 метрам. Перемещение тела при этом равно нулю.
Механическое движение
Механическое движение
Когда мы идем в школу или на работу, автобус подъезжает к остановке или сладкий корги гуляет с хозяином, мы имеем дело с механическим движением.
Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.
«Относительно других тел» — очень важные слова в этом определении. Для описания движения нам нужны:
В совокупности эти три параметра образуют систему отсчета.
В механике есть такой раздел — кинематика. Он отвечает на вопрос, как движется тело. Дальше мы с помощью кинематики опишем разные виды механического движения. Не переключайтесь 😉
Прямолинейное равномерное движение
Движение по прямой, при котором тело проходит равные участки пути за равные промежутки времени называют прямолинейным равномерным. Это любое движение с постоянной скоростью.
Например, если у вас ограничение скорости на дороге 60 км/ч, и у вас нет никаких препятствий на пути — скорее всего, вы будете двигаться прямолинейно равномерно.
Мы можем охарактеризовать это движение следующими величинами.
Скалярные величины (определяются только значением)
Векторные величины (определяются значением и направлением)
Проецирование векторов
Векторное описание движения полезно, так как на одном чертеже всегда можно изобразить много разнообразных векторов и получить перед глазами наглядную «картину» движения.
Однако всякий раз использовать линейку и транспортир, чтобы производить действия с векторами, очень трудоёмко. Поэтому эти действия сводят к действиям с положительными и отрицательными числами — проекциями векторов.
Если вектор сонаправлен с осью, то его проекция равна длине вектора. А если вектор противоположно направлен оси — проекция численно равна длине вектора, но отрицательна. Если вектор перпендикулярен — его проекция равна нулю.
Скорость может определяться по вектору перемещения и пути, только это будут две разные характеристики.
Скорость — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения, а средняя путевая скорость — это отношение длины пути ко времени, за которое путь был пройден.
Скорость
→ →
V = S/t
→
V — скорость [м/с]
→
S — перемещение [м]
t — время [с]
Средняя путевая скорость
V ср.путевая = S/t
V ср.путевая — средняя путевая скорость [м/с]
S — путь [м]
t — время [с]
Задача
Найдите, с какой средней путевой скоростью должен двигаться автомобиль, если расстояние от Санкт-Петербурга до Великого Новгорода в 210 километров ему нужно пройти за 2,5 часа. Ответ дайте в км/ч.
Решение:
Возьмем формулу средней путевой скорости
V ср.путевая = S/t
Подставим значения:
V ср.путевая = 210/2,5 = 84 км/ч
Ответ: автомобиль будет двигаться со средней путевой скоростью равной 84 км/ч
Уравнение движения
Основной задачей механики является определение положения тела в данный момент времени. Для решения этой задачи помогает уравнение движения, то есть зависимость координаты тела от времени х = х(t).
Уравнение движения
x(t) = x0 + vxt
x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]
Если положительное направление оси ОХ противоположно направлению движения тела, то проекция скорости тела на ось ОХ отрицательна, скорость меньше нуля (v