§ 1.4. РАВНОМЕРНОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ. СКОРОСТЬ
Самое простое движение — это равномерное движение по прямой. Для этого движения проще всего определить, что такое скорость.
Движение называется равномерным прямолинейным, если траектория есть прямая линия и точка за любые равные промежутки времени проходит равные расстояния.
Обратите внимание на слова «любые равные», относящиеся к промежуткам времени.
Если точка за каждую минуту проходит по 1 м, то это еще не означает, что ее движение обязательно равномерное. Может быть и так, что за первую половину минуты точка проходит 20 см, за вторую половину минуты — 80 см, а в следующие интервалы времени по половине минуты она может пройти 60 и 40 см соответственно и т. д., т. е. движение является неравномерным. Для равномерного движения в данном случаенеобходимо, чтобы за ^ мин было пройдено 2 м, за ^ мин —
^ м, за МИН — ^ м и т. д., т. е. за любые равные промежутки
времени точка проходила равные расстояния.
Если мы знаем только, что автомобиль в данный момент времени находится в определенном месте на шоссе, то мы еще ничего не знаем о том, как он движется. Важной величиной, характеризующей движение тела, является его скорость. Со скоростью (быстротой движения тела) мы знакомы из повседневной жизни.
Черепаха перемещается с малой скоростью — примерно 0,5 км/ч, ее движение — символ медлительности (черепаший шаг). Человек перемещается быстрее: его скорость около 5 км/ч. Автомобиль движется быстрее человека (100 км/ч), а самолет еще быстрее (1000 км/ч). Самой большой скорости относительно Земли человек достигает с помощью космических ракет (около 11 км/с). Максимально возможная скорость — это скорость света в вакууме: 300 000 км/с.
Чем больше скорость, тем большее расстояние проходит тело за данный интервал времени. Скорость показывает, как быстро движется тело, т. е. как быстро с течением времени меняется его положение в пространстве по отношению к другим телам.
Несмотря на то что слово «скорость» давно стало для нас привычным, определить строго, что же такое скорость для произвольного движения, не так-то просто. Мы начнем с простого случая.
По-прежнему вначале будем считать, что точка (автомобиль на шоссе) движется прямолинейно.
Пусть в момент времени t1 точка имела координату xv а в момент времени t2 ее координата стала равной х2.За интервал (или промежуток) времени t2 - t1 изменение координаты точки равно х2 - хг (изменением любой величины, координаты в том числе, называют разность между значениями величины в конце и начале процесса изменения). Для интервала времени принято сокращенное обозначение At :
At = t2 — tv
для изменения координаты — Ах (РИС. 1.7): Г ,
Ах = х2 - хг
При равномерном прямолинейном рИс. 1.7
движении координаты движущейся
точки изменяются одинаково за любые равные промежутки времени.
Скоростью равномерного прямолинейного движения называется отношение изменения координаты тела (точки) Ах к промежутку времени At, за который это изменение координаты произошло .
Обозначим скорость через vx. Тогда по определению имеем:
Индекс х около буквы v указывает, что рассматривается скорость точки вдоль оси X.
Скорость равномерного прямолинейного движения постоянна:
vx = const .
В самом деле, за любые равные интервалы времени изменения координат одинаковы. Поэтому одинаковы и отношения
^ . Если уменьшить интервал времени в два раза, то и изменение координаты уменьшится тоже в два раза. Ведь за первую половину интервала тело проходит точно такое же расстояние, что и за вторую.
Обратите внимание на то, что скорость vx может быть как положительной величиной, так и отрицательной.
Действительно, At = t2 - tl всегда положительно (At > 0). Но изменение координаты Ах может быть как положительным (Аг > 0, если х2 > хх), так и отрицательным (Ах < 0, если х2 < xt).
Мы познакомились с очень важной физической величиной — скоростью. При равномерном прямолинейном движении скорость есть величина постоянная.
Еще по теме § 1.4. РАВНОМЕРНОЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ. СКОРОСТЬ:
- Вращательное движение. Равномерное движение точки по окружности. Вектор угловой скорости. Угловое ускорение. Связь угловых и линейных величин
- Теорема 27. Третье правило. Если два тела равны по массе, но В движется немного скорее А, то не только А отразится в противоположном направлении, но и В перенесет на А половину своего излишка скорости, и оба будут продолжать движение с равной скоростью в одном направлении.
- Эффективность увеличения скорости движения поездов.
- Теорема 26 Если тела различны, как по своей массе, так и по скорости, именно В вдвое больше А (см. фиг. 1), но движение А вдвое скорее В, а в остальном все остается по-прежнему, то оба тела отразятся в противоположном направлении и каждое удержит прежнюю скорость.
- Нахождение скорости движения смеси в корпусе планетарного смесителя
- Теорема 21 Если тело А вдвое больше тела В и движется с такой же скоростью, то тело А будет иметь вдвое больше движения, чем В, или вдвое больше силы, чтобы удержать равную с В скорость (см. фиг. 1).
- Теорема 31. Седьмое правило. Если В и А движутся по одному направлению, А медленнее, а В, следуя за ним, быстрее, так что, наконец, тело В нагоняет А, и если при этом А больше В, но избыток скорости В больше избытка величины А, то В перенесет на А столько своего движения, что после этого оба тела будут двигаться с равной скоростью и в том же направлении. Ио если бы излишек величины А был больше излишка скорости В, то В было бы отражено телом А в противоположном направлении, но удержало бы при э
- Теорема 28. Четвертое правило. Если тело А (см. фиг. 1) находится в совершенном покое и немного больше тела В, то В, как бы велика ни была его скорость, никогда не приведет тела А в движение, но будет им отражено в противоположном направлении и удержит при этом свое движение неизменным.
- Определение скорости движения частицы материала вдоль поверхности криволинейной лопасти горизонтального ротора
- Теорема 36 Если бы тело, например наша рука, могла двигаться по любому направлению с равным движением, нисколько не противодействуя другим телам и не встречая противодействия со стороны других тел, то в пространстве, по которому она движется, необходимо будет двигаться столько же тел в одном направлении, сколько во всяком другом, со скоростью, равной скорости руки.
- Определение координат расположения и скорости движения стержней планетарного смесителя.
- Лемма 1. Тела различаются между собой по своему движению и покою, скорости и медленности, а не по субстанции.
- Структура дорожки Крамара из вихрей эфира, торсионные поля (СВИ, спайки и др.) зависят от радиуса крутящихся тел, от скорости вращения, движения и от других вполне конкретных физических параметров тел и среды, которые их порождают.
- Определение граничного размера частиц, разделяемых с помощью радиальных прямолинейных лопастей
- Определение взаимосвязи между углами схода частиц материала с прямолинейной и криволинейной лопастей
- Теорема 25. Второе правило. Если оба тела неравны по своей массе, именно В больше А (см. фиг. 1), остальные же предложенные условия остаются прежними, то отразится лишь А, и оба тела будут продолжать движение с равной скоростью.
- Теорема 29. Пятое правило. Если покоящееся тело А (см. фиг. 1) меньше В, то В, как бы медленно оно ни двигалось к А, захватит его с собой и перенесет часть своего движения на А, а именно столько, что потом оба тела будут двигаться с равной скоростью (см. § 50, ч. II «Начал»).
- Теорема 24. Первое правило. Если два тела, например А и В (см. фиг. 1), вполне равны друг другу и движутся друг к другу с равной скоростью, то при встрече их каждое отразится в противоположную сторону, не теряя своей скорости.