Параграф 6 Физика 9 класс Пёрышкин | Конспект

📉 Скорость прямолинейного равноускоренного движения. График скорости

📉 Скорость прямолинейного равномерно ускоренного движения. График скорости

Скорость тела при равномерно ускоренном движении связана с ускорением и начальной скоростью формулой: a = (v - v0) / t.

• Эта формула показывает, как изменяется скорость тела за время t, начиная с некоторой начальной скорости v0.

• В выражении v = v0 + at видно, что скорость тела растёт линейно, если ускорение направлено в ту же сторону, что и начальная скорость.

• В случае, когда начальная скорость тела равна нулю, скорость рассчитывается по упрощённой формуле: v = at.

• Для анализа движения в проекциях на координатные оси используют формулу проекций: vx = v0x + ax * t.

• v0x — это начальная проекция скорости.

• График зависимости проекции скорости vx от времени представляет собой прямую линию, что характерно для равномерно ускоренного движения.

✍️ Построение графика скорости

График изменения скорости от времени можно построить, если известны начальная скорость и ускорение.

• Для самолёта, разгоняющегося перед взлётом с ускорением 1,5 м/с² в течение 40 секунд, начальная скорость равна нулю.

• График такой зависимости будет проходить через начало координат и будет линейным, так как скорость увеличивается равномерно.

• Конечная скорость самолёта составит v = 1,5 * 40 = 60 м/с.

• В случае, когда начальная скорость не равна нулю, график будет смещён вверх на величину начальной скорости.

• Если автомобиль со скоростью 10 м/с начинает разгон с ускорением 1,4 м/с², его скорость через 3 секунды будет равна v = 10 + 1,4 * 3 = 14,2 м/с.

• График также будет представлять собой прямую, но начальная точка не совпадет с нулём.

🛑 Пример построения графика с торможением

Если тело замедляется, график скорости будет иметь отрицательный наклон.

• Автомобиль, двигаясь со скоростью 20 м/с, начинает торможение с ускорением -2 м/с².

• Его скорость уменьшается линейно и через 10 секунд достигает нуля.

• Для построения графика в данном случае начальная точка находится на отметке 20 м/с, а конечная — на отметке 0 м/с.

• График будет наклонён вниз и пересечёт ось времени в точке t = 10 с.

• Такой график демонстрирует замедление, когда модуль скорости уменьшается с течением времени до полного останова.

⏳ Зависимость скорости от времени

Закон изменения скорости для равномерно ускоренного движения выводится из общей формулы: vx = v0x + ax * t.

• Если начальная скорость положительная, а ускорение отрицательное, то скорость будет убывать до нуля.

• Затем скорость будет становиться отрицательной, если тело продолжит движение в противоположную сторону.

• Для автомобиля, разгоняющегося со скоростью 10 м/с и затем тормозящего с ускорением -2 м/с², через 5 секунд его скорость будет равна нулю.

• В этом случае график скорости пересекает ось времени и уходит в отрицательную область.

↩️ График при изменении направления движения

График скорости можно использовать для определения момента, когда тело меняет направление движения.

• Если график пересекает ось времени, это означает, что скорость тела стала нулевой и изменила направление на противоположное.

• При торможении до нуля и дальнейшем движении назад с увеличением скорости в противоположном направлении ускорение будет постоянным.

• В данной ситуации скорость становится отрицательной.

• Это можно наблюдать на графике, если начальная точка выше оси, а конечная ниже её.

💎 База параграфа

• 📐 Величины и формулы:

  • Ускорение (a) — измеряется в метрах на секунду в квадрате (м/с²). Формула: a = (v - v0) / t.

  • Мгновенная скорость (v) — измеряется в метрах в секунду (м/с). Формула: v = v0 + at.

  • Проекция скорости (vx) — рассчитывается как vx = v0x + ax * t.

• 🧪 Явления и опыты:

  • Равномерно ускоренное движение — движение, при котором скорость меняется линейно во времени.

  • Торможение до остановки — процесс, при котором скорость уменьшается до нуля при отрицательном значении проекции ускорения.

  • Изменение направления движения — явление, фиксируемое на графике в момент пересечения линии скорости с осью времени.

• 📖 Определения:

  • Проекция скорости (vx) — значение скорости в проекции на выбранную координатную ось.

  • График скорости — геометрическое представление зависимости скорости от времени (всегда прямая для а = const).

📝 Подведем итоги

• При равноускоренном движении скорость является линейной функцией времени.

• Формула v = v0 + at позволяет рассчитать скорость в любой момент времени при известном ускорении.

• График скорости наглядно показывает характер движения: разгон (линия идет вверх), торможение (линия идет вниз) или изменение направления (пересечение оси t).

• Если начальная скорость равна нулю, график выходит из начала координат.