Ravnomjerno kretanje. Formula za ravnomjerno kretanje.

28. 5. 2019.

Upoznavanje s klasičnim tijekom fizike počinje najjednostavnijim zakonima koji slušaju tijela koja se kreću u prostoru. Pravocrtno ravnomjerno kretanje je najjednostavniji tip promjene položaja tijela u prostoru. Takvo se kretanje proučava u kinematičkom dijelu.

Protivnik Aristotela

Galileo Galilei ostao je u povijesti povijesti kao jedan od najvećih prirodoslovaca kasne renesanse. On se usudio provjeriti tvrdnje Aristotela - hereze koje nije bilo u tim vremenima, jer je poučavanje tog drevnog mudraca snažno podržavala crkva. Tada se nije razmatrala zamisao o ravnomjernom kretanju - tijelo se ili kretalo “općenito” ili je bilo u mirovanju. Trebali su brojni eksperimenti kako bi se objasnila priroda pokreta. ravnomjerno kretanje

Galilejski eksperimenti

Klasičan primjer proučavanja pokreta bio je poznati eksperiment s Galileom, kada je s slavnim bacio različite težine Kosi toranj u Pisi. Kao rezultat ovog eksperimenta, postalo je jasno da tijela s različitim masama padaju istom brzinom. Kasnije je eksperiment nastavljen u horizontalnoj ravnini. Galileo je sugerirao da bi, u odsutnosti trenja, bilo koja kugla skliznula niz slajd za proizvoljno dugo vrijeme, dok bi njegova brzina također bila konstantna. Dakle, eksperimentalno, Galileo Galilei je otkrio suštinu Newtonovog prvog zakona - u odsutnosti vanjskih sila, tijelo se kreće u ravnoj liniji s konstantnom brzinom. Pravocrtno ravnomjerno kretanje je izraz Newtonov prvi zakon. Trenutno, različite vrste pokreta uključeni u posebne odjeljak fizike - kinematiku. Prevedeno s grčkog, ovo ime znači doktrinu kretanja.

Novi koordinatni sustav

Analiza ravnomjernog kretanja bila bi nemoguća bez stvaranja novog načela za određivanje položaja tijela u prostoru. Sada ga nazivamo pravocrtnim koordinatnim sustavom. Njegov autor je poznati filozof i matematičar Rene Descartes, zahvaljujući kojem koordinatni sustav nazivamo kartezijanski. U ovom obliku vrlo je prikladno prikazati putanju tijela u trodimenzionalni prostor i analizirati taj pokret, vežući položaj tijela na koordinatne osi. Pravokutni koordinatni sustav sastoji se od dva desna koja se križaju pod pravim kutom. Točka presijecanja se obično uzima kao izvor mjerenja. Vodoravna crta naziva se apscisa, okomita crta je ordinata. Budući da živimo u trodimenzionalnom prostoru, trećoj se osi dodaje ravninski koordinatni sustav - zove se applicate. ravnomjerno kretanje i sustav koordinata

Određivanje brzine

Brzina se ne može mjeriti mjerenjem udaljenosti i vremena. To je uvijek vrijednost izvedenice, koja je zapisana kao omjer. U najopćenitijem obliku, brzina tijela jednaka je omjeru prijeđene udaljenosti do proteklog vremena. Formula za brzinu je: ravnomjerno kretanje

Gdje je d prijeđena udaljenost, t je proteklo vrijeme.

Smjer izravno utječe na vektorsku oznaku brzine (količina koja određuje vrijeme je skalar, tj. Nema smjera).

Razumijevanje ravnomjernog kretanja

Uz ravnomjerno kretanje, tijelo se kreće ravnom linijom konstantnom brzinom. Budući da je brzina vektorska veličina, njezina se svojstva opisuju ne samo brojem, već i smjerom. Stoga je bolje pojasniti definiciju i reći da je brzina jednolikog pravocrtnog kretanja konstantna u magnitudi i smjeru. Da bismo opisali pravocrtno ravnomjerno kretanje, dovoljno je koristiti kartezijev koordinatni sustav. U tom slučaju, OX osovina se prikladno polaže u smjeru kretanja.

Kod jednakog pomaka položaj tijela u bilo kojem vremenskom razdoblju određuje se samo jednom koordinatom, x. Smjer kretanja tijela i vektora brzine usmjereni su duž osi x, a početak kretanja može se brojati od nule. Stoga se analiza kretanja tijela u prostoru može svesti na projekciju putanje kretanja na osi OX i opisati proces algebarskih jednadžbi.

Ravnomjerno kretanje u smislu algebre

Pretpostavimo da je u određenom trenutku u vremenu t 1 tijelo na točki x-osi, čija je koordinata x 1 . S druge strane, tijelo će neko vrijeme promijeniti svoje mjesto. Sada će koordinata mjesta u prostoru biti x 2 . Smanjenjem razmatranja gibanja tijela do njegovog položaja na koordinatnoj osi, može se utvrditi da je put kojim je prevaljeno tijelo jednak razlici između početne i konačne koordinate. Algebarski, to je zapisano kao: Δs = x 2 - x 1.

Iznos premještanja

Vrijednost koja određuje kretanje tijela može biti više i manja od 0. Sve ovisi o tome na koji se način tijelo kreće u odnosu na smjer osi. U fizici se mogu zabilježiti i negativni i pozitivni pomaci - sve ovisi o koordinatnom sustavu odabranom za referencu. Pravocrtno ravnomjerno kretanje odvija se brzinom koja je opisana formulom: formula jednolikog kretanja

U tom slučaju, brzina će biti veća od nule, ako se tijelo kreće duž OX osi od nule; manje od nule - ako se kretanje kreće s desna na lijevo na osi x.

Takav kratki zapis odražava suštinu jednolikog pravocrtnog gibanja - bez obzira na to što mijenja koordinate, brzina kretanja ostaje nepromijenjena.

Galileo, dugujemo još jednu sjajnu ideju. Analizirajući kretanje tijela u svijetu lišenom trenja, znanstvenik je inzistirao da sile i brzine ne ovise jedna o drugoj. Ova briljantna pretpostavka odražavala se u svim postojećim zakonima kretanja. Dakle, sile koje djeluju na tijelo neovisne su jedna o drugoj i djeluju kao da druge ne postoje. Primjenjujući ovo pravilo na analizu kretanja tijela, Galileo je shvatio da se sva mehanika procesa može razložiti na sile koje su geometrijski (vektorski) ili linearne, ako djeluju u jednom smjeru. Približno će izgledati ovako:

jednolično gibanje

Što ovdje znači jedinstveno kretanje? Vrlo je jednostavno. Na vrlo malim razmacima na stazi, brzina tijela može se smatrati jednoličnom pravocrtnom putanjom. Dakle, postojala je sjajna prilika da se prouče složeniji pokreti, reducirajući ih na jednostavne. Tako je proučavano ujednačeno kretanje tijela duž kruga.

Ravnomjerno kretanje po krugu

Jedinstvene i ravnomjerno ubrzano kretanje može se promatrati u kretanju planeta u njihovim orbitama. U ovom slučaju, planet sudjeluje u dvije vrste neovisnih pokreta: kreće se ravnomjerno po opsegu i istovremeno se kreće istom brzinom prema Suncu. Takvo složeno kretanje objašnjavaju se silama koje djeluju na planete. Dijagram utjecaja planetarnih sila prikazan je na slici: ravnomjerno i ravnomjerno ubrzano kretanje

Kao što možete vidjeti, planet je uključen u dva različita pokreta. Geometrijsko dodavanje brzina dat će nam brzinu planeta na određenom segmentu puta.

Ravnomjerno kretanje osnova je za daljnje proučavanje kinematike i fizike općenito. To je elementarni proces u koji se mogu smanjiti mnogo složeniji pokreti. Ali u fizici, kao i drugdje, velika počinje s malim stvarima, a lansiranje svemirske letjelice u bezvazdušni prostor, djelovanje podmornica, ne treba zaboraviti one jednostavne pokuse na kojima je Galileo jednom testirao svoja otkrića.