|
Кинематика материальной точки (основная школа) |
|
Равномерным прямолинейным движением называют движение, при котором материальная точка за любые равные
промежутки времени совершает одинаковые перемещения вдоль данной данной прямой линии.
Скорость равномерного движения определяется по формуле
где
s – перемещение тела за время
t.
|
Рисунок 1.2.1.
Перемещение, скорость и ускорение при равномерном прямолинейном движении.
|
Если при движении тела его скорость изменяется по модулю и (или) направлению, то можно ввести понятие
ускорения.
Ускорение есть векторная физическая величина, определяемая как отношение малого изменения скорости
к малому промежутку времени
за который произошло это изменение.
Равноускоренным прямолинейным движением называется прямолинейное движение, при котором скорость тела
меняется линейно со временем:
Здесь υ
0 – начальная скорость тела при
t = 0.
Коэффициент пропорциональности
a – ускорение тела. При равноускоренном
движении ускорение тела постоянно.
|
Рисунок 1.2.2.
Перемещение, скорость и ускорение при равноускоренном прямолинейном движения. |
В общем случае ускорение тела – векторная величина.
При движении тела вдоль прямой линии ускорение можно определить по формуле
где
– изменение скорости тела за время
t. В этом случае ускорение описывается
скалярной величиной.
Перемещение тела при равноускоренном прямолинейном движении выражается соотношением
где
– координата тела в момент времени t = 0.
|
Выражение для перемещения
s может быть представлено в виде
Примером равноускоренного движения является
свободное падение тела с высоты h
в безвоздушном пространстве. Ускорение свободного падения тела не зависит от самого тела и всегда направлено
вертикально вниз. Высота тела при этом определяется формулой
(при условии, что начальная скорость равна нулю). Время падения с высоты h
равно
При
равномерном движении со скоростью υ
по окружности радиуса R ускорение
(центростремительное ускорение) постоянно по величине:
, |
но изменяется по направлению, оставаясь всё время направленным к центру окружности. Скорость материальной точки
при этом всё время направлена по касательной к окружности.
|
Рисунок 1.2.3.
Равномерное движение по окружности.
|
Период обращения T – это промежуток времени, в течение
которого материальная точка совершает один оборот при равномерном движении по окружности. Скорость движения тела
при этом можно записать как
Частота обращения ν – это число оборотов, совершаемых материальной точкой при равномерном движении по
окружности за единицу времени.
В физике широко используют понятие
круговой частоты:
В этом случае центростремительное ускорение записывается в виде: