Jak znaleźć prędkość. Pojęcie fizycznej ilości i formuły

Ze względu na to, że taka wielkość fizyczna, jak prędkość, pojawia się w wielu problemach związanych z sekcjami mechaniki (kinematyka i dynamika), pytanie "jak znaleźć prędkość" jest dość istotne. Tendencja ta będzie się dalej nasilać, ponieważ kwestia znalezienia prędkości (choć będzie początkowa, nawet jeśli ostateczna, nawet natychmiastowa, która jest uogólnioną zmianą tych dwóch prędkości) pozostanie istotna przez długi czas. A jeśli tak, to powinieneś nauczyć się prędkości jako fizycznej wielkości, a wszystko to przydaje się później do rozwiązywania problemów.

Gdzie jest mowa o prędkości ciała?

W rzeczywistości w realnym świecie mamy do czynienia z prędkością w każdej sekundzie. Jeśli tak uważasz, na Ziemi ciągle coś jest w ruchu. Możesz próbować dyskutować, ograniczając się na przykład na zewnątrz swojego pokoju. Oznacza to, że według niektórych osób nic nie porusza się w pokoju w nocy. Łóżka, szafy, krzesła, stół i inne przedmioty są na miejscu, podczas gdy osoba sama śpi, to znaczy nie porusza się.

W związku z tym prędkość dowolnego elementu tego systemu (pokoju, który zgodziliśmy się zliczyć) wynosi zero. Tak, coś w tym jest, i z jednej strony, osoba, która przedstawiła takie założenie, może mieć rację. Ale nie powinniśmy zapominać, że nasza planeta Ziemia sama w sobie reprezentuje szczególny system, a nie tylko przedmioty, które na nim są. Ale wszyscy wiemy, że co sekundę Ziemia obraca się wokół własnej osi. W tym układzie odniesienia poruszają się również wszystkie ciała znajdujące się na planecie. Dlatego mówiąc, że przedmiot, który, jak się wydaje, nie porusza się, jest w absolutnym spokoju, jest to niemożliwe. To jest pierwsza rzecz, którą można powiedzieć o prędkości ciała.

Z ławki dziecięcej uczymy się rozwiązywania wielu problemów, nie tylko fizycznych, ale także matematycznych. Obecnie jest ich niewiele, a nacisk kładzie się bardziej na dyscypliny humanitarne, takie jak język obcy, choć nie należy ich uczyć ze szkodą dla ich języka ojczystego i dyscyplin technicznych. Ale nie o to chodzi. Możemy więc poznać koncepcję prędkości ciała nie tylko w problemach z fizyką, choć najczęściej spotykamy się z tym problemem. Nieco rzadziej, ale mimo to prędkość ciała pojawia się również w problemach matematycznych.

Z pewnością wszyscy pamiętają te okropnie nienawistne (w większości przypadków) zadania, które trzeba było znaleźć, po tym, jak wiele czasu spotkałyby dwa samochody, gdyby poruszały się z taką prędkością. Warunki mogą być bardzo różne. Ten ruch występuje wzdłuż trajektorii kołowej (sportowcy na rowerach lub motocyklach), a następnie wzdłuż trajektorii prostej. Ogólnie wiele zadań. I niech tak się stanie, naszym zadaniem jest zrozumienie, co należy zrobić, gdy mamy do czynienia z pytaniem, jak znaleźć prędkość w danym przypadku.

Prędkość w fizyce

Często studenci, którzy po raz pierwszy (i prawdopodobnie znowu) poznają podstawy (można je tak nazwać) kinematykę, zastanawiają się, jak znaleźć początkową prędkość. Jest to bardzo ważne, ponieważ zestaw zadań z pierwszej części materiałów, które są oferowane studentowi do samodzielnej decyzji na egzaminie w 9 i 11 klasie, ma na celu znalezienie początkowej prędkości lub wartości, które są w jakiś sposób z nią związane.

I ogólnie, chciałbym zauważyć, że w niektórych przypadkach znajomość formuł kinematycznych (w tym formuły prędkości początkowej z odpowiednim rodzajem ruchu) pomoże nawet rozwiązać problem z ostatniej części. Oczywiście na odpowiedni temat. A więc, jak znaleźć początkową prędkość w problemach fizyki? Przypomnijmy, które formuły podano w części dotyczącej kinematyki, aby znaleźć nieznane ilości.

Tryby ruchu

Jak wiadomo, ruch może być jednolity i może być równie przyspieszony (równie wolny). Jeśli z nazwy nie wynika jednoznacznie, jakie są różnice między wszystkimi trzema rodzajami ruchu, wówczas spróbujemy dokładniej wyjaśnić. Jednolity ruch nazywany jest ruchem wykonywanym ze stałą prędkością ciała lub punkt materialny. Równocześnie ruch jednostajnie przyspieszony nazywany jest ruchem, wykonywany w obecności stałego przyspieszenia. Równy powolny ruch jest równoznaczny z równomiernie przyspieszonym ruchem, tylko przyspieszenie będzie ujemne.

W rzeczywistości wszystko wygląda tak. Przy jednolitym ruchu występuje stała prędkość, ale nie ma przyspieszenia. Jest zero. Ciało w tym samym czasie przez te same okresy będzie podróżować w tej samej odległości (jeśli odpowiednie warunki nie ulegną zmianie, nie będzie żadnych zewnętrznych wpływów). O jakich efektach mówimy? Na papierze wszystko wygląda idealnie. Patrzyliśmy na prędkość, patrzyliśmy na odległość, trochę czasu. Z tych trzech parametrów - czasu, prędkości, odległości - tworzy się rodzaj trójkąta równobocznego, na którym buduje się wiele zadań.

Niuanse

W rzeczywistości wyobraź sobie, że istnieją dwie części drogi. Jedna jest parzysta, druga ma małe guzki. Prędkość samochodu, niech będzie taka sama, ale ze względu na opór przez ten sam okres czasu, przejdzie on na drugi odcinek drogi mniej niż na pierwszym. Jednak jest to już zadanie bardziej związane z kategorią dynamiki, w której rozważane są przyczyny ruchu ciała. Nawiasem mówiąc, logiczne jest, że dzięki jednorodnemu ruchowi jego końcowej i początkowej prędkości pokrywają się ze sobą, jak również z chwilową prędkością.

Przy jednostajnie przyspieszonym ruchu wszystko będzie nieco inne. Nastąpi dodatnie przyspieszenie, będzie ono stałe. Ale z powodu obecności przyspieszenia prędkość zmienia się z każdą sekundą. W związku z tym kwestia znalezienia prędkości w określonym momencie w obecności przyspieszenia w systemie staje się istotna. W tym celu istnieją pewne formuły.

Jak znaleźć prędkość?

Aby znaleźć prędkość ciała w określonym momencie, aby znaleźć prędkość początkową lub prędkość końcową, należy zacząć od rodzaju ruchu. Jeśli jest jednolity, to wszystko jest dość proste. Aby znaleźć prędkość w tym przypadku, należy po prostu podzielić odległość przebytą przez ciało przez upływ czasu. To będzie odpowiedź. Nieco bardziej skomplikowany jest przypadek, jeśli równy ruch przyspieszony lub równie wolno.

Załóżmy, że ciało przyspiesza przez pewien okres czasu. Oto jedna z formuł, które można zastosować do problemu tego rodzaju: S = V0t + (-) przy ^ 2/2. W wyrażeniu wynik (lewa strona równania) wskazuje odległość przebytą przez ciało. Po prawej stronie, od lewej do prawej, mamy początkową prędkość, czas, przyspieszenie. Dlaczego wskazano dwa znaki? Jeśli ciało przyspiesza, przyspieszenie będzie dodatnie, znak plus zostanie umieszczony przed przedmiotem. Jeśli przyspieszenie jest ujemne, znak minus zostanie umieszczony przed pozycją.

Jak znaleźć wskaźnik konwergencji?

Załóżmy, że mamy dwa ciała poruszające się ze znanymi prędkościami. Zasadniczo niech będzie to V1 i V2. Wtedy prędkość ich podejścia będzie równa modułowi różnicy. Oznacza to, że V1 - V2, wykonane ze znakiem plus. Moduł jest pobierany, aby nie wchodzić w niuanse wektorowe, tzn. Nie pracować z kierunkiem prędkości, ponieważ prędkość, podobnie jak przyśpieszenie, nie jest skalarem, ale wartością wektorową. Ale komplikacje w szkolnym programie nauczania są bezużyteczne (przynajmniej podobne), więc moduł jest używany.