Формули знаходження швидкості для рівномірного і для равноускоренного руху
Опубликованно 12.10.2018 00:42
В одному з важливих розділів фізики, механіки та її підроз – кінематиці вивчають закони руху тіл в рамках класичної теорії Ньютона. Одним з важливих понять кінематики є швидкість руху тіла. У статті розглядаються формули знаходження швидкості. Поняття швидкості руху
Перед тим як привести формули знаходження швидкості для різних видів руху, необхідно ввести поняття самій швидкості. У фізиці під швидкістю розуміють швидкість, з якою тіло змінює своє положення в просторі. В СІ швидкість вимірюється в метрах за секунду (м/с), на практиці ж часто використовують інші одиниці її вимірювання, наприклад, кілометри на годину (км/год) або милі в годину (миль/год). Коли кажуть, що деяке тіло рухається вздовж певної траєкторії зі швидкістю 10 м/с, то це означає, що за кожну секунду це тіло проходить відстань 10 метрів вздовж зазначеної траєкторії. Зазвичай в задачах швидкість позначають латинською літерою v. Рівномірний прямолінійний рух
Якщо тіло рухається в прямому напрямку, нікуди не звертаючи, і не зраджуючи своїй швидкості, то говорять про його рівномірному і прямолінійному русі. Це найпростіший випадок руху, який практично ніколи не реалізується на практиці, тим не менш його корисно розглянути в рамках досліджуваного питання.
У фізиці формула знаходження швидкості для цього типу руху записується так:
v = l/t,
де: t і l – час руху тіла і шлях, пройдений ним за цей час, відповідно.
Ця формула випливає безпосередньо з визначення швидкості. Равноускоренное прямолінійний рух
Цей тип руху вже є більш складним, ніж розглянутий у пункті вище. Тут йдеться про прискорення, яке є фізичною величиною, що характеризує зміну швидкості.
Наприклад, якщо тіло збільшив свою швидкість на 5 м/с до 10 м/с за 5 секунд, тоді його прискорення «a» буде дорівнює:
a = (10-5)/5 = 1 м/с2,
навпаки, якщо тіло зменшив свою швидкість до 10 м/с до 5 м/с за те ж час, тоді прискорення
a = (5-10)/5 = -1 м/с2,
тобто негативний знак прискорення говорить про те, що тіло сповільнює свій рух.
Розглянемо два головних випадку равноускоренного руху.
1. Тіло з місця починає рухатися з постійним прискоренням. У цьому випадку початкова швидкість тіла v0 = 0, а формула знаходження швидкості в будь-який момент часу t прийме вигляд:
v = a ? t, де: a – прискорення руху.
2. Тіло вже рухалося з деякою початковою швидкістю v0, але потім почало прискорений рух з прискоренням a. В цьому випадку для швидкості можна записати:
v = v0 + a ? t, звідки видно, що формула знаходження початкової швидкості буде мати вигляд:
v0 = v – a ? t,
де: v – швидкість тіла в момент часу t. Приклад розв'язання задачі
Користуватися розглянутими формулами досить просто.
Вирішимо просту задачу: нехай автомобіль рухався з деякою швидкістю, потім почав гальмування до повної зупинки, яка сталася через 10 секунд. Знаючи, що під час гальмування автомобіль рухався равнозамедленно з прискоренням 3 м/с2, знайти його початкову швидкість руху.
Для розв'язання задачі скористаємося формулою, наведеною у попередньому пункті:
v0 = v – a ? t.
Так як автомобіль зупинився через t = 10 секунд, то його кінцева швидкість v = 0. Враховуючи, що автомобіль здійснював равнозамедленное рух, тобто a = - 3 м/с2, можна підставити всі відомі значення в формулу:
v0 = v – a ? t = 0 - (-3) ? 10 = 30 м/с або в більш звичному вигляді:
30 ? 3600 / 1000 = 108 км/ч. Автор: Валерій Савельєв 12 Серпня, 2018
Категория: Студентам