Jednotný pohyb. Vzorec pro jednotný pohyb.

Znalost klasického fyzikálního kurzu začíná nejjednoduššími zákony, které se řídí těly pohybujícími se v prostoru. Rovinný přímočarý pohyb je nejjednodušší typ změny tělesné polohy ve vesmíru. Takový pohyb je studován v sekci kinematiky.

Oponent Aristotle

Galileo Galilei zůstal v dějinách dějin jako jeden z největších naturalistů pozdní renesance. Snažil se ověřit nároky Aristotle - kacířství neslýchané v těch dobách, protože učení tohoto starého mudrce silně podporovalo církev. Myšlenka jednotného pohybu se tehdy nepovažovala - tělo se buď "obecně" pohybovalo, nebo bylo v klidu. K vysvětlení povahy hnutí trvalo mnoho experimentů.

Galilejské experimenty

Klasickým příkladem studie hnutí byl slavný experiment Galileo, kdy slavil různé váhy Šikmá věž v Pise. Výsledkem tohoto experimentu bylo zřejmé, že těla s různou hmotností spadají stejnou rychlostí. Později pokračoval experiment v horizontální rovině. Galileo navrhl, že při nepřítomnosti tření by každá koule pohnula skluzavku po libovolně dlouhou dobu, zatímco její rychlost by byla také konstantní. Experimentálně Galileo Galilei objevil podstatu Newtonova prvního zákona - v nepřítomnosti vnějších sil se tělo pohybuje v přímce konstantní rychlostí. Jednoduchý rovnoměrný pohyb je výrazem První zákon Newtona. V současné době jsou různé druhy hnutí zapojeny do zvláštních fyziky - kinematika. Překlad z řečtiny znamená toto jméno doktrínu pohybu.

Nový systém souřadnic

Analýza jednotného pohybu by byla nemožná bez vytvoření nového principu pro určení polohy těles v prostoru. Nyní jej nazýváme přímočarým souřadnicovým systémem. Jeho autorem je slavný filozof a matematik René Descartes, díky kterému říkáme systém souřadnic Cartesian. V této podobě je velmi výhodné reprezentovat trajektorii těla trojrozměrný prostor a analyzovat tento pohyb, vázat polohu těla na souřadnice souřadnic. Pravoúhlá souřadnicová soustava se skládá ze dvou pravých úhlů, které se protínají. Průsečík je obvykle považován za počátek měření. Vodorovná čára se nazývá úsečka, svislá čára je souřadnice. Vzhledem k tomu, že žijeme v trojrozměrném prostoru, je do soustavy souřadnic letadla přidána třetí osa - nazývá se aplikační.

Stanovení rychlosti

Rychlost nelze měřit, protože měříme vzdálenost a čas. Toto je vždy hodnota derivátu, který je psán jako poměr. V nejobecnější podobě se rychlost těla rovná poměru ujeté vzdálenosti k uplynulému času. Vzorec pro rychlost je:

Kde d je ujetá vzdálenost, t je uplynulá doba.

Směr přímo ovlivňuje vektorové označení rychlosti (čas určující množství je skalární, to znamená, že nemá žádný směr).

Pochopení jednotného pohybu

Při rovnoměrném pohybu se tělo pohybuje podél přímky konstantní rychlostí. Protože rychlost je vektorová veličina, její vlastnosti jsou popsány nejen číslem, ale také směrem. Proto je lepší objasnit definici a říci, že rychlost rovnoměrného přímočarého pohybu je konstantní ve velikosti a směru. Abychom popsali přímočarý jednotný pohyb, stačí použít karteziánský souřadný systém. V tomto případě bude osa OX pohodlně položena ve směru pohybu.

Při rovnoměrném posunutí je poloha těla v jakékoliv časové periodě určena pouze jednou souřadnicí, x. Směr pohybu tělesa a vektor rychlosti jsou směrovány podél osy x, přičemž začátek pohybu může být počítáno od nulové značky. Proto může být analýza pohybu tělesa ve vesmíru redukována na projekci dráhy pohybu na ose OX a popisuje proces algebraických rovnic.

Jednotný pohyb z hlediska algebry

Předpokládejme, že v určitém časovém okamžiku t _{1 je} tělo v bodě na ose x, jehož souřadnice jsou x ₁ . Na oplátku bude tělo nějakou dobu měnit jeho polohu. Nyní souřadnice jejího umístění v prostoru bude x ₂ . Tím, že snížíme posouzení pohybu těla na jeho polohu na souřadnicové ose, lze zjistit, že dráha, kterou cestoval, se rovná rozdílu mezi počáteční a konečnou souřadnicí. Algebraicky je to napsáno jako: Δs = x ₂ - x _1.

Část výtlaku

Hodnota, která určuje pohyb těla, může být více a méně než 0. Vše závisí na tom, jakým způsobem se tělo pohybuje vzhledem ke směru osy. Ve fyzice může být zaznamenáno jak negativní, tak i pozitivní posunutí - to vše závisí na souřadnicovém systému, který byl zvolen jako referenční. Rovinný přímočarý pohyb nastává rychlostí, která je popsána vzorcem:

V tomto případě bude rychlost větší než nula, pokud se tělo pohybuje podél osy OX z nuly; menší než nula - pokud se pohyb pohybuje zprava doleva na ose x.

Takový krátký záznam odráží podstatu rovnoměrného přímočarého pohybu - bez ohledu na změny souřadnic, rychlost pohybu zůstává beze změny.

Galileo, dlužíme další skvělý nápad. Analýza pohybů těla ve světě bez tření, vědec trval na tom, že síly a rychlosti nezávisí na sobě. Tento skvělý odhad se odrazil ve všech stávajících zákonech pohybu. Síly působící na tělo jsou tedy navzájem nezávislé a jednají jako by ostatní neexistovaly. Použitím tohoto pravidla na analýzu pohybů těla Galileo pochopil, že všechny mechaniky procesu mohou být rozloženy na síly, které jsou geometricky (vektorově) nebo lineární, pokud působí v jednom směru. Přibližně to bude vypadat takto:

Co znamená tady jednotné hnutí? Je to velmi jednoduché. Při velmi malých mezerách v cestě může být rychlost těla považována za rovnoměrnou rovnou trajektorii. Byla tedy skvělá příležitost ke studiu složitějších pohybů, které je snižovaly na jednoduché. Tak byl sledován jednotný pohyb tělesa podél kruhu.

Rovnoměrný pohyb v kruhu

Uniforma a rovnoměrně zrychlený pohyb lze pozorovat při pohybu planet v jejich orbitách. V tomto případě se planeta účastní dvou typů nezávislých pohybů: pohybuje se rovnoměrně po obvodu a současně se pohybuje se stejnou rychlostí do Slunce. Takový složitý pohyb je vysvětlen silami působícími na planetách. Schéma vlivu planetárních sil je znázorněno na obrázku:

Jak vidíte, planeta se podílí na dvou různých pohybech. Geometrické přidání rychlostí nám poskytne rychlost planety na daném segmentu cesty.

Jednotný pohyb je základem pro další studium kinematiky a fyziky obecně. Jedná se o základní proces, na který lze snižovat mnohem složitější pohyby. Ale ve fyzice, stejně jako jinde, velké začíná malými věcmi a spouštěním kosmických lodí do bezvětrného prostoru, provozováním ponorek, neměli bychom zapomenout na ty jednoduché experimenty, na kterých Galileo kdysi testoval své objevy.