gerakan mekanis

gerakan mekanis adalah proses mengubah posisi benda dalam ruang dari waktu ke waktu relatif terhadap benda lain, yang kita anggap tidak bergerak.

Tubuh, yang secara konvensional dianggap tidak bergerak, adalah tubuh referensi.

Badan referensi adalah tubuh relatif yang posisi tubuh lain ditentukan.

Sistem referensi- ini adalah benda referensi, sistem koordinat yang terhubung secara kaku dengannya, dan perangkat untuk mengukur waktu gerak.

Lintasan

lintasan tubuh adalah garis kontinu yang menggambarkan benda bergerak (dianggap sebagai titik material) sehubungan dengan sistem referensi yang dipilih.

Jarak yang ditempuh

Jarak yang ditempuh adalah nilai skalar yang sama dengan panjang busur lintasan yang dilalui benda dalam beberapa waktu.

bergerak

Dengan menggerakkan tubuh disebut segmen berarah dari garis lurus yang menghubungkan posisi awal benda dengan posisi selanjutnya, besaran vektor.

Kecepatan gerak rata-rata dan sesaat Arah dan modulus kecepatan.

Kecepatan - kuantitas fisik yang mencirikan laju perubahan koordinat.

Kecepatan bergerak rata-rata- ini adalah kuantitas fisik yang sama dengan rasio vektor perpindahan titik dengan interval waktu selama perpindahan ini terjadi. arah vektor kecepatan rata-rata bertepatan dengan arah vektor perpindahan S

Kecepatan Instan adalah besaran fisika yang sama dengan batas di mana kecepatan rata-rata cenderung dengan penurunan tak terbatas dalam interval waktu t. vektor kecepatan sesaat diarahkan secara tangensial ke lintasan. Modul sama dengan turunan pertama dari lintasan terhadap waktu.

Rumus jalur untuk gerak dipercepat seragam.

Gerakan dipercepat seragam- ini adalah gerakan di mana percepatan adalah konstan dalam besar dan arah.

Percepatan gerakan

Percepatan gerakan - besaran fisika vektor yang menentukan laju perubahan kecepatan benda, yaitu turunan pertama dari kecepatan terhadap waktu.

Percepatan tangensial dan normal.

Percepatan tangensial (tangensial) adalah komponen vektor percepatan yang diarahkan sepanjang garis singgung lintasan pada titik tertentu dalam lintasan. Akselerasi tangensial mencirikan perubahan modulo kecepatan selama gerak lengkung.

Arah vektor percepatan tangensial sebuah terletak pada sumbu yang sama dengan lingkaran singgung, yang merupakan lintasan tubuh.

Percepatan normal- adalah komponen vektor percepatan yang diarahkan sepanjang garis normal ke lintasan gerak pada titik tertentu pada lintasan benda.

vektor tegak lurus terhadap kecepatan linier gerakan, diarahkan sepanjang jari-jari kelengkungan lintasan.

Rumus kecepatan untuk gerakan yang dipercepat secara seragam

hukum pertama Newton (atau hukum inersia)

Ada kerangka acuan seperti itu, yang relatif terhadap benda yang bergerak progresif yang terisolasi menjaga kecepatannya tidak berubah dalam nilai dan arah absolut.

kerangka acuan inersia adalah sistem referensi semacam itu, yang relatif terhadap titik material, bebas dari pengaruh eksternal, diam atau bergerak dalam garis lurus dan seragam (yaitu, dengan kecepatan konstan).

Di alam, ada empat jenis interaksi

1. Gravitasi (gaya gravitasi) adalah interaksi antara benda-benda yang memiliki massa.

2. Elektromagnetik - berlaku untuk benda dengan muatan listrik, yang bertanggung jawab atas gaya mekanik seperti gaya gesekan dan gaya elastis.

3. Kuat - interaksinya jarak pendek, yaitu, ia bertindak pada jarak urutan ukuran nukleus.

4. Lemah. Interaksi semacam itu bertanggung jawab untuk beberapa jenis interaksi antara partikel elementer, untuk beberapa jenis peluruhan dan untuk proses lain yang terjadi di dalam atom, inti atom.

Bobot - adalah karakteristik kuantitatif dari sifat inert tubuh. Ini menunjukkan bagaimana tubuh bereaksi terhadap pengaruh eksternal.

Kekuatan - adalah ukuran kuantitatif dari tindakan satu tubuh di tubuh lain.

hukum kedua Newton.

Gaya yang bekerja pada tubuh sama dengan produk massa tubuh dan percepatan yang diberikan oleh gaya ini: F = ma

diukur dalam

Besaran fisika yang sama dengan hasil kali massa benda dan kecepatan geraknya disebut momentum tubuh (atau jumlah gerakan). Momentum benda merupakan besaran vektor. Satuan SI untuk momentum adalah kilogram-meter per detik (kg m/s).

Ekspresi hukum kedua Newton dalam hal perubahan momentum tubuh

Gerakan seragam - ini adalah gerakan dengan kecepatan konstan, yaitu ketika kecepatan tidak berubah (v \u003d const) dan tidak ada akselerasi atau deselerasi (a \u003d 0).

Gerak lurus - ini adalah gerakan dalam garis lurus, yaitu lintasan gerakan bujursangkar adalah garis lurus.

Gerakan dipercepat seragam - gerakan di mana percepatannya konstan dalam besar dan arah.

hukum ketiga Newton. Contoh.

Bahu kekuatan.

bahu kekuatan adalah panjang garis tegak lurus dari beberapa titik fiktif O ke gaya. Pusat fiktif, titik O, akan dipilih secara sewenang-wenang, momen setiap gaya ditentukan relatif terhadap titik ini. Tidak mungkin memilih satu titik O untuk menentukan momen beberapa gaya, dan memilihnya di tempat lain untuk menemukan momen gaya lain!

Kami memilih titik O di tempat yang sewenang-wenang, kami tidak mengubah lokasinya lagi. Maka lengan gravitasi adalah panjang tegak lurus (segmen d) pada gambar

Momen inersia tel.

Momen inersia J(kgm 2) - parameter yang serupa dalam arti fisik dengan massa dalam gerakan translasi. Ini mencirikan ukuran inersia benda yang berputar di sekitar sumbu rotasi tetap. Momen inersia suatu titik material bermassa m sama dengan hasil kali massa dengan kuadrat jarak dari titik tersebut ke sumbu rotasi: .

Momen inersia suatu benda adalah jumlah momen inersia dari titik-titik material yang membentuk benda tersebut. Hal ini dapat dinyatakan dalam hal berat badan dan dimensi.

teorema Steiner.

Momen inersia J benda relatif terhadap sumbu tetap yang berubah-ubah sama dengan jumlah momen inersia benda ini Jc relatif terhadap sumbu yang sejajar dengannya, melewati pusat massa tubuh, dan produk dari massa tubuh m per jarak persegi d antara as:

Jc- momen inersia yang diketahui terhadap sumbu yang melalui pusat massa benda,

J- momen inersia yang diinginkan terhadap sumbu paralel,

m- massa tubuh,

d- jarak antara sumbu yang ditunjukkan.

Hukum kekekalan momentum sudut. Contoh.

Jika jumlah momen gaya yang bekerja pada benda yang berputar pada sumbu tetap sama dengan nol, maka momentum sudut kekal (hukum kekekalan momentum sudut):
.

Hukum kekekalan momentum sudut sangat jelas dalam eksperimen dengan giroskop seimbang - benda yang berputar cepat dengan tiga derajat kebebasan (Gbr. 6.6).

Ini adalah hukum kekekalan momentum sudut yang digunakan oleh penari es untuk mengubah kecepatan rotasi. Atau contoh terkenal lainnya - bangku Zhukovsky (Gbr. 6.11).

Kerja paksa.

Kerja kekuatan-ukuran aksi suatu gaya dalam transformasi gerak mekanis menjadi bentuk gerak lain.

Contoh rumus kerja gaya.

pekerjaan gravitasi; kerja gravitasi pada bidang miring

kerja gaya elastis

Kerja dari gaya gesekan

energi mekanik tubuh.

energi mekanik adalah besaran fisis yang merupakan fungsi dari keadaan sistem dan mencirikan kemampuan sistem untuk melakukan kerja.

Karakteristik osilasi

Fase menentukan keadaan sistem, yaitu koordinat, kecepatan, percepatan, energi, dll.

Frekuensi siklus mencirikan laju perubahan fase osilasi.

Keadaan awal dari sistem osilasi mencirikan tahap awal

Amplitudo osilasi A adalah perpindahan terbesar dari posisi setimbang

Periode T- ini adalah periode waktu di mana titik melakukan satu osilasi lengkap.

Frekuensi osilasi adalah jumlah getaran lengkap per satuan waktu t.

Frekuensi, frekuensi siklik dan periode osilasi terkait sebagai:

pendulum fisik.

bandul fisik - benda tegar yang mampu berosilasi pada sumbu yang tidak berimpit dengan pusat massa.

Muatan listrik.

Muatan listrik adalah besaran fisika yang mencirikan sifat partikel atau benda untuk masuk ke dalam interaksi gaya elektromagnetik.

Muatan listrik biasanya dilambangkan dengan huruf q atau Q.

Totalitas semua fakta eksperimental yang diketahui memungkinkan kita untuk menarik kesimpulan berikut:

Ada dua jenis muatan listrik, secara konvensional disebut positif dan negatif.

· Biaya dapat ditransfer (misalnya, melalui kontak langsung) dari satu badan ke badan lainnya. Tidak seperti massa tubuh, muatan listrik bukanlah karakteristik yang melekat pada tubuh tertentu. Tubuh yang sama dalam kondisi yang berbeda dapat memiliki muatan yang berbeda.

Muatan dengan nama yang sama tolak menolak, muatan yang berbeda tarik menarik. Ini juga menunjukkan perbedaan mendasar antara gaya elektromagnetik dan gaya gravitasi. Gaya gravitasi selalu merupakan gaya tarik-menarik.

hukum Coulomb.

Modulus gaya interaksi dua titik muatan listrik stasioner dalam ruang hampa berbanding lurus dengan produk dari besar muatan ini dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara mereka.

adalah jarak antara mereka, k adalah koefisien proporsionalitas, tergantung pada pilihan sistem satuan, dalam SI

Nilai yang menunjukkan berapa kali gaya interaksi muatan dalam ruang hampa lebih besar daripada dalam medium disebut permitivitas medium E. Untuk media dengan permitivitas e, hukum Coulomb ditulis sebagai berikut:

Dalam SI, koefisien k biasanya ditulis sebagai berikut:

Konstanta listrik, secara numerik sama dengan

Menggunakan konstanta listrik, hukum Coulomb memiliki bentuk:

medan elektrostatik.

medan elektrostatik - medan yang diciptakan oleh muatan listrik yang tidak bergerak dalam ruang dan tidak berubah dalam waktu (tanpa adanya arus listrik). Medan listrik adalah jenis materi khusus yang terkait dengan muatan listrik dan mentransfer tindakan muatan satu sama lain.

Karakteristik utama medan elektrostatik:

ketegangan

potensi

Contoh rumus untuk kekuatan medan benda bermuatan.

1. Intensitas medan elektrostatik yang diciptakan oleh permukaan bola bermuatan seragam.

Biarkan permukaan bola berjari-jari R (Gbr. 13.7) menanggung muatan q yang terdistribusi secara merata, yaitu. kerapatan muatan permukaan pada setiap titik pada bola akan sama.

Kami melampirkan permukaan bola kami di permukaan simetris S dengan jari-jari r>R. Fluks vektor intensitas melalui permukaan S akan sama dengan

Menurut teorema Gauss

Akibatnya

Membandingkan hubungan ini dengan rumus kuat medan muatan titik, kita dapat menyimpulkan bahwa kuat medan di luar bola bermuatan adalah seolah-olah seluruh muatan bola terkonsentrasi di pusatnya.

Untuk titik-titik yang terletak pada permukaan bola bermuatan berjari-jari R, dengan analogi persamaan di atas, kita dapat menulis:

Mari kita menggambar melalui titik B, yang terletak di dalam permukaan bola bermuatan, bola S dengan jari-jari r

2. Medan elektrostatik bola.

Misalkan kita memiliki bola berjari-jari R, bermuatan seragam dengan kerapatan massa.

Pada sembarang titik A, yang terletak di luar bola pada jarak r dari pusatnya (r>R), medannya serupa dengan medan muatan titik yang terletak di tengah bola.

Kemudian di luar bola

dan pada permukaannya (r=R)

Di titik B, terletak di dalam bola pada jarak r dari pusatnya (r>R), medan hanya ditentukan oleh muatan yang berada di dalam bola berjari-jari r. Vektor intensitas yang mengalir melalui bola ini sama dengan

di sisi lain, menurut teorema Gauss

Dari perbandingan ekspresi terakhir berikut ini

di mana adalah permitivitas di dalam bola.

3. Kekuatan medan filamen bujursangkar tak terhingga bermuatan seragam (atau silinder).

Mari kita asumsikan bahwa permukaan silinder berongga dengan jari-jari R diisi dengan kerapatan linier konstan.

Mari kita menggambar permukaan silinder koaksial jari-jari Aliran vektor kekuatan medan melalui permukaan ini

Menurut teorema Gauss

Dari dua ekspresi terakhir, kami menentukan kekuatan medan yang dibuat oleh utas bermuatan seragam:

Biarkan bidang memiliki luas yang tak terhingga dan muatan per satuan luas sama dengan . Dari hukum simetri dapat disimpulkan bahwa bidang diarahkan ke mana-mana tegak lurus terhadap bidang, dan jika tidak ada muatan eksternal lainnya, maka bidang di kedua sisi bidang harus sama. Mari kita batasi bagian dari bidang bermuatan pada sebuah kotak silinder imajiner, sehingga kotak tersebut terpotong menjadi dua dan generatornya tegak lurus, dan dua alas, masing-masing memiliki luas S, sejajar dengan bidang bermuatan (Gambar 1.10).

total aliran vektor; tegangan sama dengan vektor dikalikan luas S alas pertama, ditambah vektor yang mengalir melalui alas yang berlawanan. Fluks tegangan melalui permukaan sisi silinder sama dengan nol, karena garis tegangan tidak melewatinya.

Jadi, di sisi lain, menurut teorema Gauss

Akibatnya

Tapi kemudian kekuatan medan dari bidang bermuatan seragam tak terbatas akan sama dengan

Ungkapan ini tidak termasuk koordinat, oleh karena itu medan elektrostatik akan seragam, dan kekuatannya pada titik mana pun di medan adalah sama.

5. Intensitas medan yang diciptakan oleh dua bidang paralel tak hingga, bermuatan berlawanan dengan kerapatan yang sama.

Seperti dapat dilihat dari Gambar 13.13, kuat medan antara dua bidang paralel tak terhingga yang memiliki kerapatan muatan permukaan dan , sama dengan jumlah kuat medan yang diciptakan oleh pelat, yaitu.

Lewat sini,

Di luar pelat, vektor dari masing-masing vektor diarahkan ke arah yang berlawanan dan saling meniadakan. Oleh karena itu, kuat medan di ruang yang mengelilingi pelat akan sama dengan nol E=0.

Listrik.

Listrik - gerakan terarah (terurut) dari partikel bermuatan

Pasukan pihak ketiga.

Pasukan pihak ketiga- gaya non-listrik, yang menyebabkan pergerakan muatan listrik di dalam sumber arus searah. Semua gaya selain gaya Coulomb dianggap eksternal.

emf Voltase.

Gaya gerak listrik (EMF) - kuantitas fisik yang mencirikan kerja kekuatan eksternal (non-potensial) dalam sumber arus searah atau bolak-balik. Dalam rangkaian konduktor tertutup, EMF sama dengan kerja gaya-gaya ini dalam menggerakkan satu muatan positif di sepanjang rangkaian.

EMF dapat dinyatakan dalam kekuatan medan listrik gaya eksternal

Tegangan (U) sama dengan rasio kerja medan listrik pada pergerakan muatan
dengan nilai muatan yang ditransfer di bagian sirkuit.

Satuan ukuran tegangan dalam sistem SI:

Kekuatan saat ini.

Saat ini (I)- nilai skalar yang sama dengan rasio muatan q yang melewati penampang konduktor dengan selang waktu t selama arus mengalir. Kuat arus menunjukkan berapa banyak muatan yang melewati penampang konduktor per satuan waktu.

kepadatan arus.

Kerapatan arus j - vektor yang modulusnya sama dengan rasio kekuatan arus yang mengalir melalui area tertentu, tegak lurus terhadap arah arus, dengan nilai area ini.

Satuan SI untuk rapat arus adalah ampere per meter persegi (A/m2).

Hukum Ohm.

Arus berbanding lurus dengan tegangan dan berbanding terbalik dengan hambatan.

hukum Joule-Lenz.

Ketika arus listrik melewati konduktor, jumlah panas yang dilepaskan dalam konduktor berbanding lurus dengan kuadrat arus, hambatan konduktor, dan waktu selama arus listrik mengalir melalui konduktor.

Interaksi magnetik.

Interaksi magnetik- interaksi ini adalah urutan muatan listrik yang bergerak.

Sebuah medan magnet.

Medan magnet- ini adalah jenis materi khusus, di mana interaksi antara partikel bermuatan listrik yang bergerak dilakukan.

gaya Lorentz dan gaya Ampere.

gaya Lorentz adalah gaya yang bekerja dari sisi medan magnet pada muatan positif yang bergerak dengan kecepatan (di sini, adalah kecepatan gerak teratur pembawa muatan positif). Modulus gaya Lorentz:

Kekuatan ampli adalah gaya yang dengannya medan magnet bekerja pada konduktor pembawa arus.

Modul gaya Ampere sama dengan produk dari kekuatan arus dalam konduktor dan modul vektor induksi magnetik, panjang konduktor dan sinus sudut antara vektor induksi magnetik dan arah arus dalam konduktor .

Gaya Ampere maksimum jika vektor induksi magnet tegak lurus terhadap konduktor.

Jika vektor induksi magnet sejajar dengan konduktor, maka medan magnet tidak berpengaruh pada konduktor dengan arus, yaitu Gaya Ampere adalah nol.

Arah gaya Ampere ditentukan oleh aturan tangan kiri.

Hukum Biot-Savart-Laplace.

Hukum Biot Savart Laplace- Medan magnet dari arus apa pun dapat dihitung sebagai jumlah vektor dari medan yang dibuat oleh masing-masing bagian arus.

Susunan kata

Biarkan arus searah mengalir sepanjang kontur , yang berada dalam ruang hampa, titik di mana medan dicari, maka induksi medan magnet pada titik ini dinyatakan dengan integral (dalam sistem SI)

Arahnya tegak lurus dan, yaitu, tegak lurus terhadap bidang di mana mereka berada, dan bertepatan dengan garis singgung garis induksi magnetik. Arah ini dapat ditemukan dengan aturan untuk menemukan garis induksi magnetik (aturan sekrup kanan): arah rotasi kepala sekrup memberikan arah jika gerakan translasi gimlet sesuai dengan arah arus dalam elemen . Modul vektor ditentukan oleh ekspresi (dalam sistem SI)

Potensi vektor diberikan oleh integral (dalam sistem SI)

induktansi lingkaran.

Induktansi - fisik nilai yang secara numerik sama dengan EMF induksi diri yang terjadi pada rangkaian ketika kekuatan arus berubah sebesar 1 ampere dalam 1 detik.
Juga, induktansi dapat dihitung dengan rumus:

di mana F adalah fluks magnet yang melalui rangkaian, I adalah kekuatan arus dalam rangkaian.

Satuan SI untuk induktansi:

Energi medan magnet.

Medan magnet memiliki energi. Sama seperti kapasitor yang bermuatan memiliki simpanan energi listrik, kumparan dengan arus yang mengalir melalui belokannya memiliki simpanan energi magnet.

Induksi elektromagnetik.

Induksi elektromagnetik - fenomena terjadinya arus listrik dalam rangkaian tertutup ketika fluks magnet yang melewatinya berubah.

aturan Lenz.

aturan Lenz

Arus induksi yang timbul dalam rangkaian tertutup melawan perubahan fluks magnet yang disebabkan oleh medan magnetnya.

persamaan pertama Maxwell

2. Setiap medan magnet yang dipindahkan menghasilkan medan listrik pusaran (hukum dasar induksi elektromagnetik).

Persamaan kedua Maxwell:

Radiasi elektromagnetik.

gelombang elektromagnetik, radiasi elektromagnetik- merambat dalam gangguan ruang (perubahan keadaan) medan elektromagnetik.

3.1. Melambai adalah getaran yang merambat di ruang dari waktu ke waktu.
Gelombang mekanik hanya dapat merambat dalam beberapa medium (zat): dalam gas, dalam cairan, dalam padatan. Gelombang dihasilkan oleh benda berosilasi yang menciptakan deformasi medium di ruang sekitarnya. Kondisi yang diperlukan untuk munculnya gelombang elastis adalah terjadinya pada saat gangguan media gaya yang mencegahnya, khususnya, elastisitas. Mereka cenderung membawa partikel tetangga lebih dekat bersama-sama ketika mereka bergerak terpisah, dan mendorong mereka menjauh dari satu sama lain ketika mereka mendekati satu sama lain. Gaya elastis, yang bekerja pada partikel yang jauh dari sumber gangguan, mulai tidak seimbang. Gelombang memanjang karakteristik hanya dari media gas dan cair, tapi melintang- juga untuk padatan: alasannya adalah karena partikel-partikel yang menyusun media ini dapat bergerak bebas, karena mereka tidak tetap kaku, tidak seperti padatan. Dengan demikian, getaran transversal pada dasarnya tidak mungkin.

Gelombang longitudinal muncul ketika partikel medium berosilasi, mengorientasikan diri di sepanjang vektor propagasi gangguan. Gelombang transversal merambat dalam arah tegak lurus terhadap vektor tumbukan. Singkatnya: jika dalam suatu media deformasi yang disebabkan oleh gangguan memanifestasikan dirinya dalam bentuk geser, tegangan dan kompresi, maka kita berbicara tentang benda padat, yang memungkinkan gelombang longitudinal dan transversal. Jika penampilan pergeseran tidak mungkin, maka mediumnya bisa apa saja.

Setiap gelombang merambat dengan kecepatan tertentu. Dibawah kecepatan gelombang memahami kecepatan rambat gangguan. Karena kecepatan gelombang adalah nilai konstan (untuk media tertentu), jarak yang ditempuh gelombang sama dengan produk kecepatan dan waktu rambatnya. Jadi, untuk menemukan panjang gelombang, perlu untuk mengalikan kecepatan gelombang dengan periode osilasi di dalamnya:

panjang gelombang - jarak antara dua titik dalam ruang yang paling dekat satu sama lain di mana osilasi terjadi dalam fase yang sama. Panjang gelombang sesuai dengan periode spasial gelombang, yaitu jarak titik dengan fase konstan "perjalanan" dalam interval waktu yang sama dengan periode osilasi, oleh karena itu

nomor gelombang(disebut juga frekuensi spasial) adalah rasio 2 π radian ke panjang gelombang: analog spasial frekuensi melingkar.

Definisi: bilangan gelombang k adalah laju pertumbuhan fase gelombang φ sepanjang koordinat spasial.

3.2. gelombang pesawat - gelombang yang bagian depannya berbentuk bidang.

Bagian depan gelombang bidang tidak terbatas ukurannya, vektor kecepatan fase tegak lurus ke depan. Gelombang bidang adalah solusi khusus dari persamaan gelombang dan model yang sesuai: gelombang seperti itu tidak ada di alam, karena bagian depan gelombang bidang dimulai dan berakhir di , yang, jelas, tidak mungkin.

Persamaan gelombang apa pun adalah solusi dari persamaan diferensial yang disebut persamaan gelombang. Persamaan gelombang untuk fungsi tersebut ditulis sebagai:

di mana

· - Operator Laplace;

· - fungsi yang diinginkan;

· - radius vektor dari titik yang diinginkan;

- kecepatan gelombang;

· - waktu.

permukaan gelombang adalah tempat kedudukan titik-titik yang terganggu oleh koordinat umum dalam fase yang sama. Kasus khusus dari permukaan gelombang adalah muka gelombang.

TETAPI) gelombang pesawat - ini adalah gelombang, permukaan gelombang yang merupakan seperangkat bidang yang sejajar satu sama lain.

B) gelombang bola adalah gelombang yang permukaan gelombangnya merupakan kumpulan bola konsentris.

sinar- permukaan garis, normal dan gelombang. Di bawah arah rambat gelombang memahami arah sinar. Jika media perambatan gelombang homogen dan isotropik, sinarnya adalah garis lurus (apalagi jika gelombangnya bidang - garis lurus sejajar).

Konsep sinar dalam fisika biasanya hanya digunakan dalam optik geometris dan akustik, karena manifestasi efek yang tidak dipelajari di area ini, makna konsep sinar hilang.

3.3. Karakteristik energi gelombang

Media tempat gelombang merambat memiliki energi mekanik, yang terdiri dari energi gerak osilasi semua partikelnya. Energi satu partikel dengan massa m 0 ditemukan dengan rumus: E 0 = m 0 2 w 2/2. Satuan volume medium mengandung n = p/m 0 partikel (ρ adalah kerapatan medium). Oleh karena itu, satu satuan volume medium memiliki energi w = nЕ 0 = ρ Α 2 w 2 /2.

Kepadatan energi massal(W p) adalah energi gerak osilasi partikel-partikel medium yang terkandung dalam satuan volumenya:

Aliran energi(Ф) - nilai yang sama dengan energi yang dibawa oleh gelombang melalui permukaan tertentu per satuan waktu:

Intensitas gelombang atau kerapatan fluks energi(I) - nilai yang sama dengan fluks energi yang dibawa oleh gelombang melalui satu area, tegak lurus terhadap arah rambat gelombang:

3.4. gelombang elektromagnetik

gelombang elektromagnetik- proses propagasi medan elektromagnetik di ruang angkasa.

Kondisi kejadian gelombang elektromagnetik. Perubahan medan magnet terjadi ketika kekuatan arus dalam penghantar berubah, dan kekuatan arus dalam penghantar berubah ketika kecepatan muatan listrik di dalamnya berubah, yaitu ketika muatan bergerak dengan percepatan. Oleh karena itu, gelombang elektromagnetik harus muncul selama pergerakan muatan listrik yang dipercepat. Pada tingkat muatan nol, hanya ada medan listrik. Pada tingkat muatan konstan, medan elektromagnetik dihasilkan. Dengan pergerakan muatan yang dipercepat, gelombang elektromagnetik dipancarkan, yang merambat di ruang angkasa dengan kecepatan terbatas.

Gelombang elektromagnetik merambat dalam materi dengan kecepatan terbatas. Di sini dan adalah permeabilitas dielektrik dan magnetik zat, 0 dan 0 adalah konstanta listrik dan magnetik: 0 \u003d 8.85419 10 -12 F / m, 0 \u003d 1.25664 10 -6 Gn / m.

Kecepatan gelombang elektromagnetik dalam ruang hampa (ε = = 1):

Fitur utama radiasi elektromagnetik dianggap frekuensi, panjang gelombang dan polarisasi. Panjang gelombang tergantung pada kecepatan rambat radiasi. Kecepatan grup propagasi radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa sama dengan kecepatan cahaya, di media lain kecepatan ini lebih kecil.

Radiasi elektromagnetik biasanya dibagi menjadi rentang frekuensi (lihat tabel). Tidak ada transisi tajam antara rentang, terkadang tumpang tindih, dan batas di antara mereka bersyarat. Karena kecepatan rambat radiasi adalah konstan, frekuensi osilasinya sangat terkait dengan panjang gelombang dalam ruang hampa.

Interferensi gelombang. gelombang yang koheren. Kondisi koherensi gelombang

Panjang jalur optik (OPL) cahaya. Hubungan antara perbedaan r.d.p. gelombang dengan beda fase osilasi yang disebabkan oleh gelombang.

Amplitudo osilasi yang dihasilkan dalam interferensi dua gelombang. Kondisi maksimum dan minimum amplitudo selama interferensi dua gelombang.

Pinggiran interferensi dan pola interferensi pada layar datar yang disinari oleh dua celah sempit sejajar panjang: a) lampu merah, b) cahaya putih.

grafik ketergantungan V(t) untuk kasus ini ditunjukkan pada Gambar.1.2.1. Jarak waktu t dalam rumus (1.4) seseorang dapat mengambil apa saja. Sikap V/∆t tidak bergantung padanya. Kemudian V=аt. Menerapkan rumus ini ke interval dari tentang= 0 sampai titik tertentu t, Anda dapat menulis ekspresi untuk kecepatan:

V(t)=V0 + di. (1.5)

Di Sini V0– nilai kecepatan pada tentang= 0. Jika arah kecepatan dan percepatan berlawanan, maka keduanya berbicara tentang gerak lambat yang sama (Gbr. 1.2.2).

Untuk gerakan lambat yang seragam, kami memperoleh

V(t) = V0 – di.

Mari kita menganalisis turunan dari rumus perpindahan benda selama gerakan dipercepat seragam. Perhatikan bahwa dalam hal ini perpindahan dan jarak yang ditempuh adalah bilangan yang sama.

Pertimbangkan waktu yang singkat t. Dari definisi kecepatan rata-rata Vcp = S/∆t Anda dapat menemukan jalan S = V cp t. Gambar tersebut menunjukkan bahwa jalan S numerik sama dengan luas persegi panjang dengan lebar t dan tinggi vcp. Jika selang waktu t pilih yang cukup kecil, kecepatan rata-rata pada interval t bertepatan dengan kecepatan sesaat di titik tengah. S V∆t. Rasio ini lebih akurat, semakin sedikit t. Membagi total waktu perjalanan ke dalam interval kecil dan memperhitungkan jalur penuh S adalah jumlah jalur yang ditempuh selama interval ini, Anda dapat memastikan bahwa pada grafik kecepatan itu secara numerik sama dengan luas trapesium:

S= (V 0 + V)t,

mengganti (1.5), kami memperoleh untuk gerak dipercepat seragam:

S \u003d V 0 t + (pada 2 / 2)(1.6)

Untuk gerakan lambat yang seragam L dihitung seperti ini:

L= V 0 t–(pada 2 /2).

Mari kita analisis tugas 1.3.

Biarkan grafik kecepatan memiliki bentuk yang ditunjukkan pada Gambar. 1.2.4. Gambarkan grafik sinkron kualitatif dari jalur dan percepatan terhadap waktu.

Murid:- Saya belum pernah menemukan konsep "grafik sinkron", saya juga tidak begitu mengerti apa artinya "menggambar dengan kualitas tinggi."

– Grafik sinkron memiliki skala yang sama di sepanjang sumbu absis, di mana waktu diplot. Grafik disusun satu di bawah yang lain. Grafik sinkron nyaman untuk membandingkan beberapa parameter sekaligus pada satu titik waktu. Dalam masalah ini, kami akan menggambarkan gerakan secara kualitatif, yaitu, tanpa memperhitungkan nilai numerik tertentu. Bagi kami, cukup menentukan apakah fungsinya berkurang atau bertambah, bentuknya apa, apakah putus atau putus, dll. Saya pikir kita harus mulai bernalar bersama.

Bagilah seluruh waktu gerakan menjadi tiga interval OV, BD, DE. Katakan padaku, apa sifat gerakan masing-masing dan dengan rumus apa kita akan menghitung jarak yang ditempuh?

Murid:- Lokasi di OV benda tersebut bergerak beraturan dengan kecepatan awal nol, sehingga rumus lintasannya adalah:

S 1 (t) = at2/2.

Percepatan dapat ditemukan dengan membagi perubahan kecepatan, mis. panjangnya AB, untuk beberapa waktu OV.

Murid:- Lokasi di BD benda bergerak beraturan dengan kecepatan V 0 yang diperoleh pada akhir bagian OV. Rumus jalan - S=Vt. Tidak ada akselerasi.

S 2 (t) = pada 1 2/2 + V 0 (t-t1).

Dengan penjelasan ini, tulis rumus untuk jalur di situs DE.

Murid:- Di bagian terakhir, gerakannya seragam lambat. Saya akan berdebat seperti ini. Sampai pada waktunya t 2 tubuh telah menempuh jarak S 2 \u003d pada 1 2 / 2 + V (t 2 - t 1).

Untuk itu harus ditambahkan ekspresi untuk kasus yang sama lambatnya, mengingat waktu dihitung dari nilai t2 kita dapatkan jarak yang ditempuh, dalam waktu t - t 2 :

S 3 \u003d V 0 (t–t 2)–/2.

Saya meramalkan pertanyaan tentang bagaimana menemukan percepatan sebuah satu . Ini sama dengan CD/DE. Akibatnya, kita mendapatkan jalur yang ditempuh dalam waktu t>t 2

S (t)= pada 1 2/2+V 0 (t–t 1)– /2.

Murid:- Pada bagian pertama kita memiliki parabola dengan cabang-cabang yang mengarah ke atas. Di yang kedua - garis lurus, di yang terakhir - juga parabola, tetapi dengan cabang ke bawah.

Gambar Anda tidak akurat. Grafik jalur tidak memiliki kekusutan, yaitu parabola harus dikawinkan dengan mulus dengan garis lurus. Kami telah mengatakan bahwa kecepatan ditentukan oleh garis singgung kemiringan garis singgung. Menurut gambar Anda, ternyata pada saat t 1 kecepatan memiliki dua nilai sekaligus. Jika Anda membuat garis singgung di sebelah kiri, maka kecepatannya secara numerik sama dengan tg, dan jika Anda mendekati titik di sebelah kanan, maka kecepatannya sama dengan tg. Tetapi dalam kasus kami, kecepatan adalah fungsi kontinu. Kontradiksi dihilangkan jika grafik dibangun dengan cara ini.

Ada hubungan lain yang berguna antara S, a, V dan V 0 . Kami akan mengasumsikan bahwa gerakan terjadi dalam satu arah. Dalam hal ini, gerakan tubuh dari titik awal bertepatan dengan jalur yang ditempuh. Menggunakan (1.5), nyatakan waktu t dan mengecualikannya dari kesetaraan (1.6). Ini adalah bagaimana Anda mendapatkan formula ini.

Murid:– V(t) = V0 + at, cara,

t = (V–V 0)/a,

S = V 0 t + pada 2 /2 = V 0 (V– V 0)/a + a[(V– V 0)/a] 2 = .

Akhirnya kami memiliki:

S= . (1.6a)

Cerita.

Suatu kali, saat belajar di Göttingen, Niels Bohr kurang siap untuk sebuah kolokium, dan penampilannya menjadi lemah. Bor, bagaimanapun, tidak berkecil hati dan menyimpulkan sambil tersenyum:

“Saya telah mendengar begitu banyak pidato buruk di sini sehingga saya meminta Anda untuk menganggap pidato saya sebagai balas dendam.

Dalam pelajaran ini, kita akan mempertimbangkan karakteristik penting dari gerakan tidak rata - akselerasi. Selain itu, kami akan mempertimbangkan gerakan tidak seragam dengan percepatan konstan. Gerakan ini juga disebut dipercepat secara seragam atau diperlambat secara seragam. Akhirnya, kita akan berbicara tentang bagaimana menggambarkan kecepatan suatu benda secara grafis sebagai fungsi waktu dalam gerak yang dipercepat secara seragam.

Pekerjaan rumah

Dengan menyelesaikan tugas-tugas untuk pelajaran ini, Anda akan dapat mempersiapkan pertanyaan 1 dari GIA dan pertanyaan A1, A2 dari Unified State Examination.

1. Tugas 48, 50, 52, 54 sb. tugas A.P. Rymkevich, ed. sepuluh.

2. Tuliskan ketergantungan kecepatan terhadap waktu dan gambar grafik ketergantungan kecepatan benda terhadap waktu untuk kasus yang ditunjukkan pada gambar. 1, kasus b) dan d). Tandai titik balik pada grafik, jika ada.

3. Perhatikan pertanyaan berikut dan jawabannya:

Pertanyaan. Apakah percepatan gravitasi merupakan percepatan seperti yang didefinisikan di atas?

Menjawab. Tentu saja. Percepatan jatuh bebas adalah percepatan benda yang jatuh bebas dari ketinggian tertentu (hambatan udara harus diabaikan).

Pertanyaan. Apa yang terjadi jika percepatan tubuh diarahkan tegak lurus terhadap kecepatan tubuh?

Menjawab. Tubuh akan bergerak seragam dalam lingkaran.

Pertanyaan. Apakah mungkin menghitung garis singgung sudut kemiringan menggunakan busur derajat dan kalkulator?

Menjawab. Bukan! Karena percepatan yang diperoleh dengan cara ini tidak berdimensi, dan dimensi percepatan, seperti yang kita tunjukkan sebelumnya, harus berdimensi m/s 2 .

Pertanyaan. Apa yang dapat dikatakan tentang gerak jika grafik kecepatan versus waktu bukan garis lurus?

Menjawab. Kita dapat mengatakan bahwa percepatan benda ini berubah seiring waktu. Gerakan seperti itu tidak akan dipercepat secara seragam.

Halaman 8 dari 12

7. Gerakan dengan percepatan seragam
gerak lurus

1. Dengan menggunakan grafik kecepatan versus waktu, Anda bisa mendapatkan rumus untuk menggerakkan benda dengan gerak lurus beraturan.

Gambar 30 menunjukkan grafik proyeksi kecepatan gerakan seragam pada sumbu X dari waktu. Jika kita membuat tegak lurus terhadap sumbu waktu di beberapa titik C, maka kita mendapatkan persegi panjang OABC. Luas persegi panjang ini sama dengan produk sisi-sisinya OA dan OC. Tapi panjang sisinya OA adalah sama dengan v x, dan panjang sisi OC - t, karenanya S = v x t. Produk dari proyeksi kecepatan pada sumbu X dan waktu sama dengan proyeksi perpindahan, yaitu s x = v x t.

Lewat sini, proyeksi perpindahan untuk gerak lurus beraturan secara numerik sama dengan luas persegi panjang yang dibatasi oleh sumbu koordinat, grafik kecepatan dan tegak lurus yang dinaikkan terhadap sumbu waktu.

2. Kami memperoleh dengan cara yang sama rumus untuk proyeksi perpindahan dalam gerak lurus beraturan dipercepat. Untuk melakukan ini, kami menggunakan grafik ketergantungan proyeksi kecepatan pada sumbu X dari waktu ke waktu (Gbr. 31). Pilih area kecil pada grafik ab dan jatuhkan tegak lurus dari titik-titik sebuah dan b pada sumbu waktu. Jika selang waktu D t, sesuai dengan bagian CD pada sumbu waktu kecil, maka kita dapat mengasumsikan bahwa kecepatan tidak berubah selama periode waktu ini dan benda bergerak secara seragam. Dalam hal ini gambar cabd sedikit berbeda dari persegi panjang dan luasnya secara numerik sama dengan proyeksi pergerakan tubuh dalam waktu yang sesuai dengan segmen CD.

Anda dapat memecah seluruh gambar menjadi potongan-potongan seperti itu OABC, dan luasnya akan sama dengan jumlah luas semua strip. Oleh karena itu, proyeksi pergerakan tubuh dari waktu ke waktu t numerik sama dengan luas trapesium OABC. Dari kursus geometri, Anda tahu bahwa luas trapesium sama dengan hasil kali setengah jumlah alas dan tingginya: S= (OA + SM)OC.

Seperti terlihat dari gambar 31, OA = v 0x , SM = v x, OC = t. Oleh karena itu, proyeksi perpindahan dinyatakan dengan rumus: s x= (v x + v 0x)t.

Dengan gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam, kecepatan tubuh setiap saat sama dengan v x = v 0x + a x t, Akibatnya, s x = (2v 0x + a x t)t.

Dari sini:

Untuk memperoleh persamaan gerak benda, kita substitusikan ke dalam rumus proyeksi perpindahan ekspresinya melalui perbedaan koordinat s x = x – x 0 .

Kita mendapatkan: x – x 0 = v 0x t+ , atau

x = x 0 + v 0x t + .

Menurut persamaan gerak, koordinat benda dapat ditentukan setiap saat, jika koordinat awal, kecepatan awal, dan percepatan benda diketahui.

3. Dalam praktiknya, sering ada masalah di mana perlu untuk menemukan perpindahan benda selama gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam, tetapi waktu geraknya tidak diketahui. Dalam kasus ini, rumus proyeksi perpindahan yang berbeda digunakan. Ayo kita mulai.

Dari rumus proyeksi kecepatan gerak lurus beraturan dipercepat v x = v 0x + a x t mari kita nyatakan waktu:

t = .

Mengganti ekspresi ini ke dalam rumus proyeksi perpindahan, kita mendapatkan:

s x = v 0x + .

Dari sini:

s x = , atau
–= 2a x s x.

Jika kecepatan awal benda adalah nol, maka:

2a x s x.

4. Contoh solusi masalah

Pemain ski bergerak menuruni lereng gunung dari keadaan diam dengan percepatan 0,5 m/s 2 dalam waktu 20 s dan kemudian bergerak sepanjang penampang horizontal, setelah menempuh perjalanan hingga berhenti sejauh 40 m. Dengan percepatan berapa pemain ski tersebut bergerak sepanjang permukaan mendatar? Berapa panjang lereng gunung tersebut?

Diberikan:	Larutan
v 01 = 0 sebuah 1 = 0,5 m/s 2 t 1 = 20 detik s 2 = 40 m v 2 = 0	Pergerakan pemain ski terdiri dari dua tahap: pada tahap pertama, turun dari lereng gunung, pemain ski bergerak dengan kecepatan yang meningkat dalam nilai absolut; pada tahap kedua, ketika bergerak di sepanjang permukaan horizontal, kecepatannya berkurang. Nilai-nilai yang terkait dengan gerakan tahap pertama akan ditulis dengan indeks 1, dan yang terkait dengan tahap kedua dengan indeks 2.
sebuah 2? s 1?

Kami akan menghubungkan sistem referensi dengan Bumi, porosnya X mari kita arahkan ke arah kecepatan pemain ski di setiap tahap gerakannya (Gbr. 32).

Mari kita tulis persamaan untuk kecepatan pemain ski pada akhir penurunan dari gunung:

v 1 = v 01 + sebuah 1 t 1 .

Dalam proyeksi pada sumbu X kita mendapatkan: v 1x = sebuah 1x t. Karena proyeksi kecepatan dan percepatan pada sumbu X positif, modulus kecepatan pemain ski adalah: v 1 = sebuah 1 t 1 .

Mari kita tulis persamaan yang berhubungan dengan proyeksi kecepatan, percepatan dan gerakan pemain ski pada tahap kedua gerakan:

–= 2sebuah 2x s 2x .

Mengingat bahwa kecepatan awal pemain ski pada tahap gerakan ini sama dengan kecepatan akhirnya pada tahap pertama

v 02 = v 1 , v 2x= 0 kita peroleh

– = –2sebuah 2 s 2 ; (sebuah 1 t 1) 2 = 2sebuah 2 s 2 .

Dari sini sebuah 2 = ;

sebuah 2 == 0,125 m / s 2.

Modul gerakan pemain ski pada tahap pertama gerakan sama dengan panjang lereng gunung. Mari kita tulis persamaan untuk perpindahan:

s 1x = v 01x t + .

Maka panjang lereng gunung tersebut adalah s 1 = ;

s 1 == 100 m.

Menjawab: sebuah 2 \u003d 0,125 m / s 2; s 1 = 100 m.

Pertanyaan untuk pemeriksaan diri

1. Sesuai dengan plot proyeksi kecepatan gerak lurus beraturan pada sumbu X

2. Sesuai dengan grafik proyeksi kecepatan gerak lurus beraturan dipercepat beraturan pada sumbu X dari waktu untuk menentukan proyeksi perpindahan tubuh?

3. Rumus apa yang digunakan untuk menghitung proyeksi perpindahan benda selama gerak lurus beraturan dipercepat?

4. Rumus apa yang digunakan untuk menghitung proyeksi perpindahan benda yang bergerak beraturan dipercepat dan lurus jika kecepatan awal benda adalah nol?

Tugas 7

1. Berapa modulus perpindahan mobil dalam 2 menit jika selama waktu ini kecepatannya berubah dari 0 menjadi 72 km/jam? Berapakah koordinat mobil pada saat itu? t= 2 menit? Koordinat awal diasumsikan nol.

2. Kereta api bergerak dengan kecepatan awal 36 km/jam dan percepatan 0,5 m/s 2 . Berapa perpindahan kereta dalam 20 s dan koordinatnya pada saat itu? t\u003d 20 s, jika koordinat awal kereta adalah 20 m?

3. Berapakah gerakan pengendara sepeda selama 5 s setelah awal pengereman, jika kecepatan awalnya selama pengereman adalah 10 m/s, dan percepatannya adalah 1,2 m/s2? Berapa koordinat pengendara sepeda pada saat itu? t= 5 s, jika pada saat awal berada di titik asal?

4. Sebuah mobil yang bergerak dengan kecepatan 54 km/jam berhenti saat direm selama 15 detik. Berapa modulus perpindahan mobil saat pengereman?

5. Dua mobil bergerak menuju satu sama lain dari dua pemukiman yang terletak pada jarak 2 km dari satu sama lain. Kecepatan awal sebuah mobil adalah 10 m/s dan percepatannya adalah 0,2 m/s 2 , kecepatan awal mobil yang lain adalah 15 m/s dan percepatannya adalah 0,2 m/s 2 . Tentukan waktu dan koordinat titik temu mobil-mobil tersebut.

Lab #1

Studi percepatan seragam
gerak lurus

Objektif:

pelajari cara mengukur akselerasi dalam gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam; secara eksperimental menetapkan rasio jalur yang dilalui oleh tubuh selama gerakan bujursangkar yang dipercepat secara seragam dalam interval waktu yang sama berturut-turut.

Perangkat dan bahan:

parasut, tripod, bola logam, stopwatch, pita pengukur, silinder logam.

Perintah kerja

1. Pasang salah satu ujung saluran di kaki tripod sehingga membentuk sudut kecil dengan permukaan meja. Di ujung saluran yang lain, masukkan silinder logam ke dalamnya.

2. Ukur lintasan yang ditempuh bola dalam 3 selang waktu berturut-turut yang masing-masing sama dengan 1 s. Ini dapat dilakukan dengan cara yang berbeda. Anda dapat memberi tanda pada parasut dengan kapur, menetapkan posisi bola pada titik waktu yang sama dengan 1 s, 2 s, 3 s, dan mengukur jarak s_ antara tanda-tanda ini. Hal ini dimungkinkan, melepaskan bola dari ketinggian yang sama setiap kali, untuk mengukur jalan s, melewatinya terlebih dahulu dalam 1 s, kemudian dalam 2 s dan dalam 3 s, dan kemudian hitung jalur yang ditempuh bola pada detik kedua dan ketiga. Catat hasil pengukuran pada tabel 1.

3. Temukan rasio lintasan yang ditempuh dalam detik kedua dengan lintasan yang ditempuh pada detik pertama, dan lintasan yang ditempuh pada detik ketiga dengan lintasan yang ditempuh pada detik pertama. Buatlah kesimpulan.

4. Ukur waktu yang ditempuh bola sepanjang parasut dan jarak yang ditempuh bola tersebut. Hitung percepatannya menggunakan rumus s = .

5. Dengan menggunakan nilai percepatan yang diperoleh secara eksperimen, hitung lintasan yang harus ditempuh bola pada detik pertama, kedua dan ketiga gerakannya. Buatlah kesimpulan.

Tabel 1

nomor pengalaman	Data eksperimental					Hasil teoretis
	Waktu t , Dengan	jalan s , cm	waktu untuk , Dengan	Jalur s, cm	Percepatan a, cm/s2	Waktut, Dengan	jalan s , cm
1	1		1

Sekarang kita harus menemukan hal yang paling penting - bagaimana koordinat benda berubah selama gerakan percepatan seragam bujursangkarnya. Untuk melakukan ini, seperti yang kita ketahui, Anda perlu mengetahui perpindahan benda, karena proyeksi vektor perpindahan persis sama dengan perubahan koordinat.

Rumus untuk menghitung perpindahan paling mudah diperoleh dengan metode grafis.

Dengan gerakan tubuh yang dipercepat secara seragam di sepanjang sumbu X, kecepatan berubah seiring waktu sesuai dengan rumus v x \u003d v 0x + a x t Karena waktu termasuk dalam rumus ini untuk pangkat pertama, grafik untuk proyeksi kecepatan versus waktu adalah garis lurus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 39. Garis 1 pada gambar ini sesuai dengan gerakan dengan proyeksi percepatan positif (kecepatan meningkat) , garis lurus 2 - gerakan dengan proyeksi percepatan negatif (kecepatan berkurang). Kedua grafik mengacu pada kasus ketika pada saat waktu t = O tubuh memiliki beberapa kecepatan awal v 0 .

Perpindahan dinyatakan sebagai luas. Mari kita pilih pada grafik kecepatan gerakan yang dipercepat secara seragam (Gbr. 40) area kecil ab dan turun dari poin sebuah dan b tegak lurus terhadap sumbu t. potong panjang CD pada poros t dalam skala yang dipilih sama dengan periode waktu kecil di mana kecepatan berubah dari nilainya di titik sebuah nilainya di titik b. Di bawah plot ab grafiknya ternyata menjadi strip sempit perut

Jika interval waktu yang sesuai dengan segmen CD, cukup kecil, maka selama waktu yang singkat ini kecepatannya tidak dapat berubah secara nyata - gerakan selama periode waktu yang singkat ini dapat dianggap seragam. Mengupas perut oleh karena itu, ia sedikit berbeda dari persegi panjang, dan luasnya secara numerik sama dengan proyeksi perpindahan dalam waktu yang sesuai dengan segmen CD(lihat 7).

Tetapi adalah mungkin untuk membagi seluruh area gambar yang terletak di bawah grafik kecepatan menjadi strip sempit seperti itu. Oleh karena itu, perpindahan untuk semua waktu t numerik sama dengan luas trapesium OABS. Luas trapesium, seperti yang diketahui dari geometri, sama dengan produk setengah jumlah alasnya dan tingginya. Dalam kasus kami, panjang salah satu alas secara numerik sama dengan v ox, yang lainnya adalah v x (lihat Gambar 40). Tinggi trapesium secara numerik sama dengan t. Oleh karena itu proyeksi s x perpindahan dinyatakan dengan rumus

3s 15.09

Jika proyeksi v ox dari kecepatan awal sama dengan nol (pada saat awal saat benda diam!), maka rumus (1) berbentuk:

Grafik kecepatan gerakan tersebut ditunjukkan pada Gambar 41.

Saat menggunakan rumus (1) dan(2) INGAT ITU Sx, Vox dan v x bisa positif" dan negatif - lagi pula, ini adalah proyeksi vektor s, vo dan v ke sumbu x.

Jadi, kita melihat bahwa dengan gerak beraturan yang dipercepat, perpindahan bertambah terhadap waktu secara berbeda dibandingkan dengan gerak beraturan: sekarang kuadrat waktu memasuki rumus. Ini berarti bahwa perpindahan meningkat lebih cepat dengan waktu daripada dengan gerakan beraturan.

Bagaimana koordinat benda bergantung pada waktu? Sekarang mudah untuk mendapatkan rumus untuk menghitung koordinat X setiap saat untuk benda yang bergerak dengan percepatan seragam.

proyeksi s x vektor perpindahan sama dengan perubahan koordinat x-x 0 . Oleh karena itu, seseorang dapat menulis

Dari rumus (3) dapat diketahui bahwa, untuk menghitung koordinat x pada waktu t, Anda perlu mengetahui koordinat awal, kecepatan awal, dan percepatan.

Rumus (3) menjelaskan gerak lurus beraturan yang dipercepat, seperti rumus (2) 6 menjelaskan gerak lurus beraturan.

Formula lain untuk bergerak. Untuk menghitung perpindahan, Anda bisa mendapatkan rumus lain yang berguna yang tidak termasuk waktu.

Dari ekspresi vx = v0x + sumbu. kita mendapatkan ekspresi untuk waktu

t= (v x - v 0x): a x dan substitusikan ke rumus bergerak sx , di atas. Kemudian kita mendapatkan:

Rumus-rumus ini memungkinkan Anda untuk menemukan perpindahan tubuh jika akselerasinya diketahui, serta kecepatan awal dan akhir gerakan. Jika kecepatan awal v o sama dengan nol, rumus (4) berbentuk: