Уравнение равноускоренного движения: определение, формулы, примеры

Ежедневно нам приходится встречаться с движением. Оно бывает равномерным, когда тело движется с неизменной скоростью, и равноускоренным. В данной статье мы рассмотрим основные аспекты уравнения равноускоренного движения, его математическое описание и важные законы, которые описывают этот вид перемещения.

Равноускоренное движение

Прежде чем приступить к самим уравнениям, немного вспомним, что из себя вообще представляет равноускоренное движение.

Равноускоренное движение — это кинематическое перемещение, при котором скорость (v) изменяется равномерно с течением времени. Такое изменение происходит под действием постоянного ускорения или постоянной силы. В равноускоренном перемещении предмет изменяет свое расположение за равные промежутки времени.

Равноускоренное движение — основное понятие в механике, оно играет фундаментальную роль в понимании и описании тел. Это также важное понятие для различных приложений в науке.

В рамках классической механики можно выделить следующие виды равноускоренного перемещения:

1. Прямолинейное. Тело меняет расположение по прямой линии, его быстрота изменяется равномерно со временем. Например, свободное падение листа.
2. Криволинейное. Объект меняет положение, движется по кривой траектории. При таком раскладе ускорение направлено к центру кривизны. Например, перемещение автомобиля по окружности. 
3. Вращательное. Объект вращается вокруг неподвижной оси, его угловая изменяется равномерно со временем. Примером может служить вращение колеса велосипеда.

Основные характеристики:

• ускорение: постоянное, не зависит от времени;
• скорость (v): возрастает или убывает равномерно с течением времени;
• пройденное расстояние: является функцией квадрата времени;
• зависимость скорости от времени: линейная, т. е. быстрота изменяется равномерно с течением времени.

В алгебре, физике, а также других естественных науках важную роль играют графики уравнения.

В этой теме они могут быть следующими:

1. Зависимость скорости от времени (v-t). График -t будет представлять собой прямую линию с постоянным углом наклона.
2. Зависимость пути от времени (s-t). График s-t будет квадратичной кривой, так как путь меняется пропорционально квадрату времени. В начале может быть точка отсчета, представляющая начальное положение объекта.
3. Зависимость скорости от пути (v-s). График -s может представлять собой прямую линию, кривую или иметь сложную форму, в зависимости от изменения во время перемещения.

Эти графики уравнения помогают наглядно представить и изучить различные аспекты темы, такие как изменение скорости, пути и времени.

График уравнения будет представлять параболу. Форма параболы зависит от начальной координаты, а также значения . Парабола обычно выпрямляется, если точки координат равны нулю.

Большинство задач основано на проекции. Если проекция положительная, то быстрота увеличивается, а если отрицательная — уменьшается.

В уравнение постоянно, не зависит от времени. Оно может быть направлено вдоль траектории или быть перпендикулярным ей, в зависимости от вида графика. Эти виды играют важную роль в инженерии для описания, а также анализа изменения расположения предметов.

Закон равноускоренного движения

Прежде чем изучить основные формулы, обратимся к закону. Описанием нашей темы выступает один из трех постулатов Ньютона. Закон равноускоренного движения, также известный как второй закон Ньютона, формулирует связь между его значениями. Он дает фундаментальное объяснение взаимодействия сил и движения объектов и является основным принципом классической механики.

Согласно второму закону Ньютона:

1. v объекта изменяется пропорционально времени.
2. a постоянно и не зависит от времени. То есть оно остается постоянным на протяжении всего изменения положения.
3. Перемещение предмета пропорционально квадрату времени.

Уравнение равноускоренного движения широко используется для анализа изменения положения объектов в физике, а также инженерии. Оно позволяет предсказать S и v тела, в зависимости от его характеристики.

Формулы для равноускоренного движения

Если вы сдаете экзамен по физике, проходите эту тему в школе или просто интересуетесь механикой, то советуем выучить все основные формулы. Они помогут при решении задач, как по этой теме, так и по некоторым другим.

Математический закон выражается следующими уравнениями:

Важно запомнить, что a  — это векторное значение, так как имеет направление.

Различают два типа величин: векторные и скалярные. Скалярные величины отличаются от векторных тем, что не имеют направления, а обозначаются обычным числовым значением. Их величина не зависит от системы координат. Особо популярные скалярные величины — m, t, V.

Векторные величины — это физические величины, которые определяются как произведение двух чисел (или скалярного произведения двух векторов), а не как произведение числа на число. Векторы могут быть направлены в любом направлении, поэтому их можно использовать для описания различных физических явлений, таких как F (сила), v, a и т. д.

Каждое из этих уравнений нужно выучить или просто хорошо запомнить, если ваша жизнь связана с инженерией или вы собрались сдавать экзамен по физике.

Для закрепления темы решим несколько задач.

1.

2.

Уравнения равноускоренного движения широко применяются для описания изменения положения предметов, например при изучении силы тяжести или при анализе работы механизмов и автомобилей.

Остались ли у вас вопросы по этой теме? Были ли с ней проблемы школе? Если да, то добро пожаловать в комментарии. Пишите свои вопросы и мнение о статье, добавляйте ее в закладки и делитесь с друзьями в соцсетях.