Джан дерхъаб! — За процветание всего живого!

Божественная физика. Кинематика

Глава 1. Кинематика точки

§13. Скорость при движении с постоянным ускорением

Как найти скорость в любой момент

В §11 мы определили ускорение как отношение изменения скорости к промежутку времени:

\[\vec{a} = \frac{\vec{v} - \vec{v}_0}{t}\]

Если ускорение постоянно, то из этого определения можно выразить скорость в любой момент времени:

\[\vec{v} = \vec{v}_0 + \vec{a}t\]

В проекциях на ось $OX$:

\[v_x = v_{0x} + a_x t\]

Это уравнение скорости для равноускоренного (или равнозамедленного) движения. Оно показывает, что скорость меняется линейно со временем: за каждую секунду она увеличивается (или уменьшается) на одну и ту же величину — на $a_x$.

График скорости

График зависимости $v_x(t)$ — прямая линия. Её наклон определяется ускорением: чем больше $a_x$, тем круче прямая.

График $v_x(t)$ при постоянном ускорении $t$ $v_x$ $a > 0$ $a < 0$

Красная линия — равноускоренное движение ($a_x > 0$, скорость растёт). Синяя — равнозамедленное ($a_x < 0$, скорость падает).

Как найти перемещение по графику скорости

При равномерном движении площадь под графиком $v_x(t)$ равна изменению координаты. При равноускоренном — то же самое: площадь под прямой $v_x(t)$ даёт перемещение.

Для равноускоренного движения эта площадь — трапеция. Если $v_{0x} = 0$, то треугольник. В любом случае:

\[\Delta x = \frac{v_{0x} + v_x}{2}\, t\]

А поскольку $v_x = v_{0x} + a_x t$, то:

\[\Delta x = v_{0x} t + \frac{a_x t^2}{2}\]

Эти формулы — основа для расчёта любого движения с постоянным ускорением.


Вопросы для повторения

  1. Запишите формулу зависимости скорости от времени при постоянном ускорении.
  2. Какую форму имеет график $v_x(t)$ при равноускоренном движении?
  3. Как по графику $v_x(t)$ определить ускорение тела?
  4. Чему равна площадь под графиком $v_x(t)$?
  5. Запишите формулу перемещения при равноускоренном движении.
← Назад Вперед →
Математика — язык Бога, физика с химией — слово Его.