Timpul - forma fluxului diverselor procese, condiția posibilității de schimbare.
Viteza, timpul și distanța sunt cantități fizice, interconectate prin procesul de mișcare. Există o mișcare uniformă și uniformă (mișcare la fel de lentă) a corpului. Cu mișcare uniformă, viteza corpului este constantă și nu se schimbă odată cu timpul. La mișcarea uniform accelerată, viteza corpului se schimbă odată cu trecerea timpului. Știind cum să găsească timp, știind amploarea vitezei și a distanței.
Formulele pentru determinarea timpului, dacă viteza și distanța sunt cunoscute, au forma:
1. Cu mișcare neuniformă - calea parcursă de corp este egală cu produsul vitezei medii pentru o perioadă de timp în care corpul sa mutat:
unde - viteza inițială, - distanța, - timpul.
Unitatea de timp este de la (secunde).
2. Cu mișcare uniformă - timpul necesar pentru trecerea unei anumite căi este egal cu coeficientul diviziunii căii prin viteza medie a mișcării neuniforme:
unde - distanța, - viteza, - timpul.
Graficele arată viteza versus timp pentru: a - mișcare uniformă, b - mișcare neuniformă.
Pentru o mișcare rectilinie uniform accelerată, corpul
- se mișcă de-a lungul unei linii condiționale,
- viteza sa creste sau scade treptat,
- pentru perioade egale de timp, viteza se modifică cu o valoare egală.
De exemplu, o mașină dintr-o stare de repaus începe să se deplaseze pe un drum drept și la o viteză, de exemplu, de 72 km / h, se mișcă cu aceeași viteză. Când se atinge viteza setată, mașina se mișcă fără a schimba viteza, adică în mod egal. La o mișcare uniform accelerată, viteza sa a crescut de la 0 la 72 km / h. Și permiteți vitezei să crească pentru fiecare secundă de deplasare cu 3,6 km / h. Apoi, timpul de accelerare uniformă a mașinii va fi de 20 de secunde. Deoarece accelerația în SI este măsurată în metri pe secundă într-un pătrat, este necesară accelerarea a 3,6 km / h pe secundă la unitățile de măsură corespunzătoare. Va fi egal cu (3,6 * 1000 m) / (3600 s * 1 s) = 1 m / s 2.
Să spunem că, după un timp de conducere cu viteză constantă, mașina a început să se oprească. Mișcarea în timpul frânării a fost, de asemenea, accelerată uniform (la intervale egale de timp, viteza a scăzut cu aceeași valoare). În acest caz, vectorul de accelerare va fi opusul vectorului de viteză. Putem spune că accelerația este negativă.
Deci, dacă viteza inițială a corpului este zero, atunci viteza sa în timp în t secunde va fi egală cu produsul accelerației pentru acest timp:
Când corpul cade, accelerația "lucrărilor" de cădere liberă și viteza corpului la suprafața pământului se determină prin formula:
Dacă viteza actuală a corpului este cunoscută și timpul necesar pentru a dezvolta o astfel de viteză dintr-o stare de repaus, atunci putem determina accelerația (adică cât de repede se schimbă viteza), împărțind viteza în timp:
Cu toate acestea, corpul ar putea să înceapă o mișcare uniform accelerată, nu dintr-o stare de odihnă, ci deja posedând o anumită viteză (sau i sa dat viteza inițială). Să presupunem că aruncați o piatră din turn verticale în jos cu forța aplicată. Pe un astfel de corp acționează accelerația căderii libere, egală cu 9,8 m / s 2. Cu toate acestea, forța ta a dat piatră mai multă viteză. Astfel, viteza finală (în momentul atingerii solului) se va adăuga la viteza care sa dezvoltat ca rezultat al accelerației și vitezei inițiale. Astfel, viteza finală va fi conformă cu formula:
Cu toate acestea, dacă piatra a fost aruncată în sus. Apoi viteza inițială este îndreptată în sus, iar accelerarea caderii libere. Adică, vectorii de viteză sunt direcționați în direcții opuse. În acest caz (precum și în timpul frânării), produsul accelerației în timp trebuie să fie scăzut de la viteza inițială:
Obținem din aceste formule formula de accelerare. În cazul accelerării:
În cazul frânării:
În cazul în care corpul este la fel de accelerat, atunci în momentul opririi, viteza acestuia este 0. Apoi formula se reduce la următoarea formă:
Cunoscând viteza inițială a corpului și accelerarea inhibiției, timpul este determinat prin care organismul se va opri:
Acum derivăm formule pentru calea pe care corpul o trece cu o mișcare rectilinie uniform accelerată. Diagrama dependenței de viteză în timp pentru mișcarea uniformă rectilinie este un segment paralel cu axa de timp (de obicei se ia axa x). Calea este calculată ca suprafața dreptunghiului sub segment. Adică, prin înmulțirea vitezei cu timpul (s = vt). Pentru o mișcare accelerată uniform, rectilinie, graficul este o linie dreaptă, dar nu este paralelă cu axa temporală. Această linie dreaptă fie crește în cazul accelerației, fie scade în cazul decelerării. Cu toate acestea, calea este, de asemenea, definită ca suprafața figurinei de sub grafic.
Pentru o mișcare rectilinie uniform accelerată, această cifră reprezintă un trapez. Bazele sale sunt segmentul pe axa y (viteza) și segmentul care leagă punctul final al graficului cu proiecția sa pe axa x. Partile sunt graficul dependentei de viteza in timp si proiectia sa pe axa x (axa timpului). Proiecția pe axa x nu este doar partea, ci și înălțimea trapezoidului, deoarece este perpendiculară pe bazele sale.
După cum se știe, aria trapezului este jumătate din suma bazelor până la înălțime. Lungimea primei baze este egală cu viteza inițială (v0), lungimea celei de-a doua baze este egală cu viteza finală (v), înălțimea este egală cu timpul. Astfel obținem:
Mai sus, am dat o formulă pentru dependența vitezei finale de viteza inițială și de accelerație (v = v0 + at). Prin urmare, în formula de cale, putem înlocui v:
Deci, calea traversată este determinată de formula:
s = v0 t + la 2/2
(Această formulă poate fi obținută luând în considerare nu zona trapezoidală, ci prin însumarea suprafețelor unui dreptunghi și a unui triunghi drept în care se împarte trapezoidul.)
Dacă corpul începe să se miște accelerat uniform din starea de odihnă (v0 = 0), atunci formula de cale este simplificată la s = la 2/2.
Dacă vectorul de accelerare este opus vitezei, atunci produsul la 2/2 trebuie să fie scăzut. Este clar că în acest caz diferența v0 t și la 2/2 nu ar trebui să devină negative. Când devine zero, corpul se va opri. Se va găsi calea inhibării. Mai sus a fost dată formula de timp până la oprirea completă (t = v0 / a). Dacă înlocuim valoarea t în formula căii, atunci calea de decelerare este redusă la următoarea formulă:
Abilitățile de a determina timpul necesar organismului pentru a depăși distanța pot fi utile nu numai în lecțiile de școală ale fizicii și ale algebrei. Aceste cunoștințe pot fi folosite în practică și în practică.
Să presupunem că trebuie să cunoașteți timpul exact necesar pentru a depăși distanța pe o mașină de 1000 de kilometri. Puteți obține un răspuns la această întrebare în mai multe moduri, deoarece metoda cea mai convenabilă de a găsi timp poate varia în funcție de condițiile inițiale ale problemei.
Prima cale. Utilizați formula S = Vt, unde S este distanța (măsurată în kilometri), V este viteza (măsurată în kilometri pe oră), t este timpul (măsurat în ore). Dacă S este dat în kilometri și V în metri pe secundă, atunci distanța S este tradusă în metri pentru a egaliza valorile.
Acum, pentru a calcula timpul de la formula originală S = Vt, aplicați regula de a găsi factorul necunoscut: "Pentru a găsi factorul necunoscut, trebuie să împărțiți produsul într-un multiplicator cunoscut". Astfel, t = S / V. Dacă viteza mașinii este cunoscută (permiteți V = 50 km / h), înlocuiți apoi valorile inițiale din formula obținută. Acesta va fi: t = 1000 km / 50 km / h, t = 20 ore.
A doua metodă (folosită în aplicații în cazul în care nu există nici o viteza, dar este cunoscut de accelerare). Utilizați formula S = (la ^ 2) / 2 unde S - distanța (măsurată în kilometri), o - accelerare (măsurată în metri pe secundă), t ^ 2 - timp la pătrat. Pentru a calcula timpul pătrat, înmulțit cu accelerația, folosiți regula pentru găsirea dividendului necunoscut „pentru a găsi necunoscut dividendul, trebuie să se multiplice câtul cu împărțitor.“ Astfel, la ^ 2 = 2S, t ^ 2 = 2S / a (factor de constatare în general necunoscute), t = rădăcina pătrată a (2S / a).
Cum sa gasesti timp, stiind distanta
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: