Posun (v kinematike) je zmena umiestnenia fyzického tela v priestore vzhľadom na zvolený referenčný rámec. Tiež posunutie je vektor, ktorý charakterizuje túto zmenu. Má aditívnu vlastnosť.

Rýchlosť (často označovaná z anglického velocity alebo francúzskeho vitesse) je vektorová fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje rýchlosť pohybu a smer pohybu hmotného bodu v priestore vzhľadom na zvolený referenčný systém (napríklad uhlová rýchlosť).

Zrýchlenie (zvyčajne označované v teoretickej mechanike) - časová derivácia rýchlosti, vektorová veličina ukazujúca, ako veľmi sa mení vektor rýchlosti bodu (telesa) pri jeho pohybe za jednotku času (t.j. zrýchlenie zohľadňuje nielen zmenu rýchlosti). , ale aj jej smery).

Tangenciálne (tangenciálne) zrýchlenie je zložka vektora zrýchlenia nasmerovaná pozdĺž dotyčnice k trajektórii v danom bode trajektórie. Tangenciálne zrýchlenie charakterizuje zmenu rýchlostného modulu počas krivočiareho pohybu.

Ryža. 1.10. tangenciálne zrýchlenie.

Smer vektora tangenciálneho zrýchlenia τ (pozri obr. 1.10) sa zhoduje so smerom lineárnej rýchlosti alebo je mu opačný. To znamená, že vektor tangenciálneho zrýchlenia leží na rovnakej osi ako tangenciálny kruh, ktorý je trajektóriou telesa.

Normálne zrýchlenie

Normálne zrýchlenie je zložka vektora zrýchlenia smerujúca pozdĺž normály k trajektórii pohybu v danom bode trajektórie pohybu telesa. To znamená, že vektor normálového zrýchlenia je kolmý na lineárnu rýchlosť pohybu (pozri obr. 1.10). Normálne zrýchlenie charakterizuje zmenu rýchlosti v smere a označuje sa písmenom n. Normálny vektor zrýchlenia smeruje pozdĺž polomeru zakrivenia trajektórie.

Plné zrýchlenie

Plné zrýchlenie pri krivočiarom pohybe sa skladá z tangenciálneho a normálového zrýchlenia podľa pravidla sčítania vektora a je určený vzorcom:

(podľa Pytagorovej vety pre obdĺžnikový obdĺžnik).

Smer plného zrýchlenia je tiež určený pravidlom sčítania vektora:

sila. Hmotnosť. Newtonove zákony.

Sila je vektorová fyzikálna veličina, ktorá je mierou intenzity dopadu na dané teleso iných telies, ale aj polí. Sila pôsobiaca na masívne teleso je príčinou zmeny jeho rýchlosti alebo vzniku deformácií v ňom.

Hmotnosť (z gréckeho μάζα) je skalárna fyzikálna veličina, jedna z najdôležitejších veličín vo fyzike. Spočiatku (XVII-XIX storočia) charakterizovalo „množstvo hmoty“ vo fyzickom objekte, na ktorom podľa vtedajších predstáv bola schopnosť objektu odolávať aplikovanej sile (zotrvačnosť) a gravitačné vlastnosti - záležalo na váhe. Úzko súvisí s pojmami „energia“ a „hybnosť“ (podľa moderných predstáv je hmotnosť ekvivalentná pokojovej energii).

Newtonov prvý zákon

Existujú také referenčné sústavy, ktoré sa nazývajú inerciálne, voči ktorým si hmotný bod bez vonkajších vplyvov zachováva veľkosť a smer svojej rýchlosti na neurčito.

Druhý Newtonov zákon

V inerciálnej vzťažnej sústave je zrýchlenie, ktoré hmotný bod prijíma, priamo úmerné výslednici všetkých síl naň pôsobiacich a nepriamo úmerné jeho hmotnosti.

Tretí Newtonov zákon

Hmotné body na seba pôsobia vo dvojiciach silami rovnakej povahy, smerujúcimi pozdĺž priamky spájajúcej tieto body, rovnakej veľkosti a opačného smeru:

Pulz. Zákon zachovania hybnosti. Elastické a neelastické nárazy.

Impulz (číslo pohybu) je vektorová fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje mieru mechanického pohybu telesa. V klasickej mechanike sa hybnosť telesa rovná súčinu hmotnosti m tohto telesa a jeho rýchlosti v, smer hybnosti sa zhoduje so smerom vektora rýchlosti:

Zákon zachovania hybnosti (Zákon zachovania hybnosti) hovorí, že vektorový súčet hybnosti všetkých telies (alebo častíc) uzavretého systému je konštantná hodnota.

V klasickej mechanike sa zákon zachovania hybnosti zvyčajne odvodzuje ako dôsledok Newtonových zákonov. Z Newtonových zákonov možno ukázať, že pri pohybe v prázdnom priestore sa hybnosť zachováva v čase a za prítomnosti interakcie je rýchlosť jej zmeny určená súčtom aplikovaných síl.

Ako každý zo základných zákonov zachovania, aj zákon zachovania hybnosti popisuje jednu zo základných symetrií – homogenitu priestoru.

Absolútne nepružný dopad Takáto šoková interakcia sa nazýva, pri ktorej sú telesá navzájom spojené (zlepené) a pohybujú sa ďalej ako jedno teleso.

Pri dokonale nepružnom náraze sa mechanická energia nešetrí. Čiastočne alebo úplne prechádza do vnútornej energie telies (ohrievanie).

Absolútne elastický dopad sa nazýva zrážka, pri ktorej sa zachováva mechanická energia sústavy telies.

V mnohých prípadoch sa zrážky atómov, molekúl a elementárnych častíc riadia zákonmi absolútne elastického nárazu.

Pri absolútne elastickom náraze je spolu so zákonom zachovania hybnosti splnený zákon zachovania mechanickej energie.

4. Druhy mechanickej energie. Job. Moc. Zákon zachovania energie.

V mechanike existujú dva druhy energie: kinetická a potenciálna.

Kinetická energia je mechanická energia akéhokoľvek voľne sa pohybujúceho telesa a meria sa prácou, ktorú by telo mohlo vykonať, keď sa spomalí až do úplného zastavenia.

Kinetická energia translačne sa pohybujúceho telesa sa teda rovná polovici súčinu hmotnosti tohto telesa a druhej mocniny jeho rýchlosti:

Potenciálna energia je mechanická energia sústavy telies, určená ich vzájomným usporiadaním a povahou síl vzájomného pôsobenia medzi nimi. Číselne sa potenciálna energia systému v danej polohe rovná práci, ktorú vyrobia sily pôsobiace na systém, keď sa systém presunie z tejto polohy do polohy, kde sa potenciálna energia bežne považuje za nulovú (E n \u003d 0 ). Pojem „potenciálna energia“ prebieha len pre konzervatívne systémy, t.j. sústavy, v ktorých práca pôsobiacich síl závisí len od počiatočnej a konečnej polohy sústavy.

Takže pre záťaž s hmotnosťou P zdvihnutú do výšky h bude potenciálna energia rovná E n = Ph (E n = 0 pri h = 0); pre zaťaženie pripevnené k pružine E n = kΔl 2 / 2, kde Δl je predĺženie (stlačenie) pružiny, k je jej koeficient tuhosti (E n = 0 pri l = 0); pre dve častice s hmotnosťou m 1 a m 2 priťahované podľa zákona univerzálnej gravitácie, , kde γ je gravitačná konštanta, r je vzdialenosť medzi časticami (E n = 0 ako r → ∞).

Pojem „práca“ v mechanike má dva významy: práca ako proces, pri ktorom sila pohybuje telesom pôsobiacim v inom uhle ako 90°; práca je fyzikálna veličina rovnajúca sa súčinu sily, posunutia a kosínusu uhla medzi smerom sily a posunutím:

Práca je nulová, keď sa teleso pohybuje zotrvačnosťou (F = 0), keď nedochádza k žiadnemu pohybu (s = 0), alebo keď je uhol medzi pohybom a silou 90° (cos a = 0). Jednotkou práce v SI je joule (J).

1 joule je práca vykonaná silou 1 N, keď sa teleso pohne o 1 m pozdĺž pôsobiska sily. Ak chcete určiť rýchlosť práce, zadajte hodnotu "výkon".

Výkon je fyzikálna veličina rovnajúca sa pomeru práce vykonanej za určité časové obdobie k tomuto časovému úseku.

Rozlišujte priemerný výkon za určité časové obdobie:

a okamžitý výkon v danom čase:

Keďže práca je mierou zmeny energie, výkon možno definovať aj ako rýchlosť zmeny energie systému.

Jednotkou SI pre výkon je watt, čo sa rovná jednému joulu za sekundu.

Zákon zachovania energie je základným prírodným zákonom stanoveným empiricky a spočíva v tom, že pre izolovaný fyzikálny systém možno zaviesť skalárnu fyzikálnu veličinu, ktorá je funkciou parametrov systému a nazýva sa energia, ktorá je v priebehu času konzervované. Keďže zákon zachovania energie sa netýka konkrétnych veličín a javov, ale odráža všeobecný vzorec, ktorý platí všade a vždy, nemožno ho nazvať zákonom, ale princípom zachovania energie.

Zrýchlenie v kinematickom vzorci. Zrýchlenie v definícii kinematiky.

Čo je zrýchlenie?

Rýchlosť sa môže počas jazdy meniť.

Rýchlosť je vektorová veličina.

Vektor rýchlosti sa môže meniť v smere a module, t.j. vo veľkosti. Na zohľadnenie takýchto zmien rýchlosti sa používa zrýchlenie.

Definícia zrýchlenia

Definícia zrýchlenia

Zrýchlenie je mierou akejkoľvek zmeny rýchlosti.

Zrýchlenie, nazývané aj celkové zrýchlenie, je vektor.

Vektor zrýchlenia

Vektor zrýchlenia je súčtom ostatných dvoch vektorov. Jeden z týchto vektorov sa nazýva tangenciálne zrýchlenie a druhý sa nazýva normálne zrýchlenie.

Popisuje zmenu modulu vektora rýchlosti.

Popisuje zmenu smeru vektora rýchlosti.

Pri priamočiarom pohybe sa smer rýchlosti nemení. V tomto prípade je normálne zrýchlenie nulové a celkové a tangenciálne zrýchlenie sú rovnaké.

Pri rovnomernom pohybe sa modul rýchlosti nemení. V tomto prípade je tangenciálne zrýchlenie nulové a celkové a normálne zrýchlenie sú rovnaké.

Ak teleso vykonáva priamočiary rovnomerný pohyb, jeho zrýchlenie je nulové. A to znamená, že zložky plného zrýchlenia, t.j. normálne zrýchlenie a tangenciálne zrýchlenie sú tiež nulové.

Vektor plného zrýchlenia

Celkový vektor zrýchlenia sa rovná geometrickému súčtu normálových a tangenciálnych zrýchlení, ako je znázornené na obrázku:

Vzorec zrýchlenia:

a = a n + a t

Modul plného zrýchlenia

Modul plného zrýchlenia:

Uhol alfa medzi vektorom plného zrýchlenia a normálnym zrýchlením (známy ako uhol medzi vektorom plného zrýchlenia a vektorom polomeru):

Všimnite si, že vektor plného zrýchlenia nie je dotyčnicou k ceste.

Vektor tangenciálneho zrýchlenia smeruje pozdĺž dotyčnice.

Smer vektora plného zrýchlenia je určený súčtom vektorov normálového a tangenciálneho vektora zrýchlenia.

Zrýchlenie je hodnota, ktorá charakterizuje rýchlosť zmeny rýchlosti.

Napríklad auto, ktoré sa vzďaľuje, zvyšuje rýchlosť pohybu, to znamená, že sa pohybuje zrýchleným tempom. Spočiatku je jeho rýchlosť nulová. Pri štarte z pokoja auto postupne zrýchľuje na určitú rýchlosť. Ak sa na ceste rozsvieti červený semafor, auto zastaví. Ale nezastaví sa to okamžite, ale po určitom čase. To znamená, že jeho rýchlosť klesne na nulu - auto sa bude pohybovať pomaly, až kým sa úplne nezastaví. Vo fyzike však neexistuje pojem „spomalenie“. Ak sa telo pohybuje a spomaľuje, bude to tiež zrýchlenie tela, iba so znamienkom mínus (ako si pamätáte, rýchlosť je vektorová veličina).

> je pomer zmeny rýchlosti k časovému intervalu, počas ktorého k tejto zmene došlo. Priemerné zrýchlenie možno určiť podľa vzorca:

Ryža. 1.8. Priemerné zrýchlenie. v SI jednotka zrýchlenia je 1 meter za sekundu za sekundu (alebo meter za sekundu na druhú), tzn

Meter za sekundu na druhú sa rovná zrýchleniu bodu pohybujúceho sa priamočiaro, pri ktorom sa rýchlosť tohto bodu za jednu sekundu zvýši o 1 m/s. Inými slovami, zrýchlenie určuje, ako veľmi sa zmení rýchlosť telesa za jednu sekundu. Napríklad, ak je zrýchlenie 5 m / s 2, znamená to, že rýchlosť tela sa každú sekundu zvyšuje o 5 m / s.

Okamžité zrýchlenie telesa (bod hmoty) v danom časovom okamihu je fyzikálna veličina rovnajúca sa limitu, ku ktorému smeruje priemerné zrýchlenie, keď časový interval smeruje k nule. Inými slovami, toto je zrýchlenie, ktoré telo vyvinie vo veľmi krátkom čase:

Pri zrýchlenom priamočiarom pohybe sa rýchlosť telesa zvyšuje v absolútnej hodnote, tzn

V2 > v1

a smer vektora zrýchlenia sa zhoduje s vektorom rýchlosti

Ak sa modulová rýchlosť telesa zníži, tzn

V 2< v 1

potom je smer vektora zrýchlenia opačný ako smer vektora rýchlosti Inými slovami, v tomto prípade, spomalenie, pričom zrýchlenie bude záporné (a< 0). На рис. 1.9 показано направление векторов ускорения при прямолинейном движении тела для случая ускорения и замедления.

Ryža. 1.9. Okamžité zrýchlenie.

Pri pohybe po krivočiarej trajektórii sa mení nielen modul rýchlosti, ale aj jej smer. V tomto prípade je vektor zrýchlenia reprezentovaný ako dve zložky (pozri nasledujúcu časť).

Tangenciálne (tangenciálne) zrýchlenie je zložka vektora zrýchlenia nasmerovaná pozdĺž dotyčnice k trajektórii v danom bode trajektórie. Tangenciálne zrýchlenie charakterizuje zmenu rýchlostného modulu počas krivočiareho pohybu.

Ryža. 1.10. tangenciálne zrýchlenie.

Smer vektora tangenciálneho zrýchlenia (pozri obr. 1.10) sa zhoduje so smerom lineárnej rýchlosti alebo je opačný. To znamená, že vektor tangenciálneho zrýchlenia leží na rovnakej osi ako tangenciálny kruh, ktorý je trajektóriou telesa.

Normálne zrýchlenie

Normálne zrýchlenie je zložka vektora zrýchlenia smerujúca pozdĺž normály k trajektórii pohybu v danom bode trajektórie pohybu telesa. To znamená, že vektor normálového zrýchlenia je kolmý na lineárnu rýchlosť pohybu (pozri obr. 1.10). Normálne zrýchlenie charakterizuje zmenu rýchlosti v smere a označuje sa písmenom Vektor normálového zrýchlenia smeruje pozdĺž polomeru zakrivenia trajektórie.

Plné zrýchlenie

Plné zrýchlenie pri krivočiarom pohybe pozostáva z tangenciálneho a normálneho zrýchlenia pozdĺž a je určený vzorcom:

(podľa Pytagorovej vety pre obdĺžnikový obdĺžnik).

Obsah:

Zrýchlenie charakterizuje rýchlosť zmeny rýchlosti pohybujúceho sa telesa. Ak rýchlosť telesa zostáva konštantná, potom sa nezrýchľuje. Zrýchlenie prebieha iba vtedy, keď sa mení rýchlosť tela. Ak sa rýchlosť telesa zvýši alebo zníži o nejakú konštantnú hodnotu, potom sa takéto teleso pohybuje konštantným zrýchlením. Zrýchlenie sa meria v metroch za sekundu za sekundu (m/s 2) a počíta sa z hodnôt dvoch rýchlostí a času, alebo z hodnoty sily pôsobiacej na telo.

Kroky

1 Výpočet priemerného zrýchlenia pri dvoch rýchlostiach

1. 1 Vzorec na výpočet priemerného zrýchlenia. Priemerné zrýchlenie telesa sa vypočíta z jeho počiatočnej a konečnej rýchlosti (rýchlosť je rýchlosť pohybu v určitom smere) a času, ktorý telo potrebuje na dosiahnutie konečnej rýchlosti. Vzorec na výpočet zrýchlenia: a = ∆v / ∆t, kde a je zrýchlenie, Δv je zmena rýchlosti, Δt je čas potrebný na dosiahnutie konečnej rýchlosti.
   • Jednotky zrýchlenia sú metre za sekundu za sekundu, to znamená m/s2.
   • Zrýchlenie je vektorová veličina, to znamená, že je dané hodnotou aj smerom. Hodnota je číselná charakteristika zrýchlenia a smer je smer pohybu tela. Ak sa telo spomalí, zrýchlenie bude záporné.
2. 2 Definícia premenných. Môžete počítať Δv a Δt nasledujúcim spôsobom: Δv \u003d v až - v n a Δt \u003d t až - t n, kde v to- konečná rýchlosť v n- štartovacia rýchlosť, t to- čas ukončenia t n- Doba spustenia.
   • Keďže zrýchlenie má smer, vždy odpočítajte počiatočnú rýchlosť od konečnej rýchlosti; inak bude smer vypočítaného zrýchlenia nesprávny.
   • Ak v úlohe nie je uvedený počiatočný čas, potom sa predpokladá, že t n = 0.
3. 3 Nájdite zrýchlenie pomocou vzorca. Najprv napíšte vzorec a premenné, ktoré ste dostali. Vzorec: . Odpočítajte počiatočnú rýchlosť od konečnej rýchlosti a potom vydeľte výsledok časovým rozsahom (zmena v čase). Dostanete priemerné zrýchlenie za dané časové obdobie.
   • Ak je konečná rýchlosť nižšia ako počiatočná, potom má zrýchlenie zápornú hodnotu, to znamená, že telo sa spomalí.
   • Príklad 1: Automobil zrýchli z 18,5 m/s na 46,1 m/s za 2,47 s. Nájdite priemerné zrýchlenie.
     • Napíšte vzorec: a \u003d Δv / Δt \u003d (v až - v n) / (t až - t n)
     • Napíšte premenné: v to= 46,1 m/s, v n= 18,5 m/s, t to= 2,47 s, t n= 0 s.
     • Kalkulácia: a\u003d (46,1 – 18,5) / 2,47 \u003d 11,17 m/s 2.
   • Príklad 2: Motocykel začne brzdiť rýchlosťou 22,4 m/sa zastaví sa po 2,55 sekundách. Nájdite priemerné zrýchlenie.
     • Napíšte vzorec: a \u003d Δv / Δt \u003d (v až - v n) / (t až - t n)
     • Napíšte premenné: v to= 0 m/s, v n= 22,4 m/s, t to= 2,55 s, t n= 0 s.
     • Kalkulácia: a\u003d (0 - 22,4) / 2,55 \u003d -8,78 m/s 2.

2 Výpočet zrýchlenia silou

1. 1 Druhý Newtonov zákon. Podľa druhého Newtonovho zákona sa teleso zrýchli, ak sily naň pôsobiace nie sú vo vzájomnej rovnováhe. Takéto zrýchlenie závisí od výslednej sily pôsobiacej na teleso. Pomocou druhého Newtonovho zákona môžete nájsť zrýchlenie telesa, ak poznáte jeho hmotnosť a silu pôsobiacu na toto teleso.
   • Druhý Newtonov zákon je opísaný vzorcom: F res = m x a, kde F res je výsledná sila pôsobiaca na teleso, m- telesná hmotnosť, a je zrýchlenie tela.
   • Pri práci s týmto vzorcom používajte jednotky metrického systému, v ktorom sa hmotnosť meria v kilogramoch (kg), sila v newtonoch (N) a zrýchlenie v metroch za sekundu za sekundu (m/s 2).
2. 2 Nájdite hmotnosť tela. Za týmto účelom položte telo na váhu a zistite jeho hmotnosť v gramoch. Ak sa pozeráte na veľmi veľké telo, vyhľadajte jeho hmotnosť v referenčných knihách alebo na internete. Hmotnosť veľkých telies sa meria v kilogramoch.
   • Ak chcete vypočítať zrýchlenie pomocou vyššie uvedeného vzorca, musíte previesť gramy na kilogramy. Vydelte hmotnosť v gramoch číslom 1000, aby ste dostali hmotnosť v kilogramoch.
3. 3 Nájdite výslednú silu pôsobiacu na teleso. Výsledná sila nie je vyvážená inými silami. Ak na teleso pôsobia dve opačne smerujúce sily a jedna z nich je väčšia ako druhá, potom sa smer výslednej sily zhoduje so smerom väčšej sily. K zrýchleniu dochádza vtedy, keď na teleso pôsobí sila, ktorá nie je vyvážená inými silami a ktorá vedie k zmene rýchlosti telesa v smere tejto sily.
   • S bratom napríklad ťaháte povraz. Ty ťaháš lano silou 5 N a tvoj brat ťahá lano (v opačnom smere) silou 7 N. Čistá sila je 2 N a smeruje k tvojmu bratovi.
   • Pamätajte, že 1 N \u003d 1 kg∙m / s 2.
4. 4 Transformujte vzorec F = ma na výpočet zrýchlenia. Za týmto účelom vydeľte obe strany tohto vzorca m (hmotnosť) a získajte: a = F / m. Ak chcete zistiť zrýchlenie, vydeľte silu hmotnosťou zrýchľujúceho sa telesa.
   • Sila je priamo úmerná zrýchleniu, to znamená, že čím väčšia sila pôsobí na teleso, tým rýchlejšie sa zrýchľuje.
   • Hmotnosť je nepriamo úmerná zrýchleniu, to znamená, že čím väčšia je hmotnosť telesa, tým pomalšie sa zrýchľuje.
5. 5 Vypočítajte zrýchlenie pomocou výsledného vzorca. Zrýchlenie sa rovná podielu výslednej sily pôsobiacej na teleso a jeho hmotnosti. Nahraďte hodnoty, ktoré vám boli pridelené, do tohto vzorca, aby ste vypočítali zrýchlenie tela.
   • Napríklad: na teleso s hmotnosťou 2 kg pôsobí sila rovnajúca sa 10 N. Nájdite zrýchlenie tela.
   • a = F/m = 10/2 = 5 m/s 2

3 Otestujte si svoje znalosti

1. 1 smer zrýchlenia. Vedecký koncept zrýchlenia sa nie vždy zhoduje s používaním tejto veličiny v každodennom živote. Pamätajte, že zrýchlenie má smer; zrýchlenie má kladnú hodnotu, ak smeruje nahor alebo doprava; zrýchlenie má zápornú hodnotu, ak smeruje nadol alebo doľava. Skontrolujte správnosť svojho riešenia na základe nasledujúcej tabuľky:
2. 2 Smer sily. Pamätajte, že zrýchlenie je vždy v súlade so silou pôsobiacou na telo. V niektorých úlohách sú uvedené údaje, ktorých účelom je uviesť vás do omylu.
   • Príklad: hračkársky čln s hmotnosťou 10 kg sa pohybuje na sever so zrýchlením 2 m/s 2 . Vietor fúkajúci západným smerom pôsobí na loď silou 100 N. Nájdite zrýchlenie lode v severnom smere.
   • Riešenie: Keďže sila je kolmá na smer pohybu, neovplyvňuje pohyb v tomto smere. Preto sa zrýchlenie lode v severnom smere nezmení a bude sa rovnať 2 m / s 2.
3. 3 výsledná sila. Ak na teleso pôsobí niekoľko síl naraz, nájdite výslednú silu a potom pokračujte vo výpočte zrýchlenia. Zvážte nasledujúci problém (v dvoch dimenziách):
   • Vladimír ťahá (vpravo) 400 kg kontajner silou 150 N. Dmitrij tlačí (vľavo) kontajner silou 200 N. Vietor fúka sprava doľava a pôsobí na kontajner silou 10 N. Nájdite zrýchlenie nádoby.
   • Riešenie: Stav tohto problému je navrhnutý tak, aby vás zmiatol. V skutočnosti je všetko veľmi jednoduché. Nakreslite diagram smeru síl, takže uvidíte, že sila 150 N smeruje doprava, sila 200 N smeruje tiež doprava, ale sila 10 N smeruje doľava. Výsledná sila je teda: 150 + 200 - 10 = 340 N. Zrýchlenie je: a = F / m = 340/400 = 0,85 m / s 2.

Ako viete, pohyb v klasickej fyzike popisuje druhý Newtonov zákon. Vďaka tomuto zákonu sa zavádza pojem zrýchlenie tela. V tomto článku sa budeme zaoberať tými hlavnými vo fyzike, ktoré využívajú koncepty pôsobiacej sily, rýchlosti a dráhy, ktorou telo prechádza.

Pojem zrýchlenia prostredníctvom druhého Newtonovho zákona

Ak na nejaké fyzické telo s hmotnosťou m pôsobí vonkajšia sila F¯, potom pri absencii iných vplyvov naň môžeme zapísať nasledujúcu rovnosť:

Tu a¯ sa nazýva lineárne zrýchlenie. Ako je zrejmé zo vzorca, je priamo úmerná vonkajšej sile F¯, pretože hmotnosť telesa možno považovať za konštantnú hodnotu pri rýchlostiach oveľa nižších ako je rýchlosť šírenia elektromagnetických vĺn. Navyše, vektor a¯ má rovnaký smer ako F¯.

Vyššie uvedený výraz nám umožňuje napísať prvý vzorec zrýchlenia vo fyzike:

a¯ = F¯/m alebo a = F/m

Tu je druhý výraz napísaný v skalárnej forme.

Zrýchlenie, rýchlosť a prejdená vzdialenosť

Ďalším spôsobom, ako nájsť lineárne zrýchlenie a¯, je študovať proces pohybu tela po priamej dráhe. Takýto pohyb je zvyčajne opísaný takými charakteristikami, ako je rýchlosť, čas a prejdená vzdialenosť. V tomto prípade sa zrýchlenie chápe ako rýchlosť zmeny samotnej rýchlosti.

Pre priamočiary pohyb objektov platia nasledujúce vzorce v skalárnom tvare:

2) cp \u003d (v2-v1) / (t2-t1);

3) a cp \u003d 2 * S / t 2

Prvý výraz je, že je definovaný ako derivácia rýchlosti vzhľadom na čas.

Druhý vzorec umožňuje vypočítať priemerné zrýchlenie. Tu uvažujeme dva stavy pohybujúceho sa objektu: jeho rýchlosť v čase v 1 času t 1 a podobnú hodnotu v 2 v čase t 2 . Čas ti a t2 sa počíta od nejakej počiatočnej udalosti. Všimnite si, že priemerné zrýchlenie vo všeobecnosti charakterizuje túto hodnotu počas uvažovaného časového intervalu. V jeho vnútri sa hodnota okamžitého zrýchlenia môže meniť a výrazne sa líšiť od priemeru a cp .

Tretí vzorec zrýchlenia vo fyzike umožňuje určiť aj cp, ale už cez dráhu S. Vzorec platí, ak sa teleso začalo pohybovať od nulovej rýchlosti, teda keď t=0, v 0 =0. Tento typ pohybu sa nazýva rovnomerne zrýchlený. Jeho nápadným príkladom je pád telies v gravitačnom poli našej planéty.

Kruhový pohyb je rovnomerný a zrýchlený

Ako už bolo povedané, zrýchlenie je vektor a podľa definície predstavuje zmenu rýchlosti za jednotku času. V prípade rovnomerného pohybu po kružnici sa modul rýchlosti nemení, ale jeho vektor neustále mení smer. Táto skutočnosť vedie k vzniku špecifického typu zrýchlenia, nazývaného dostredivé. Smeruje do stredu kruhu, po ktorom sa telo pohybuje, a je určený vzorcom:

a c \u003d v 2 / r, kde r je polomer kruhu.

Tento vzorec zrýchlenia vo fyzike ukazuje, že jeho hodnota rastie rýchlejšie so zvyšujúcou sa rýchlosťou ako s klesajúcim polomerom zakrivenia trajektórie.

Príkladom prejavu c je pohyb auta vchádzajúceho do zákruty.