Что понимают под скоростью неравномерного движения

Неравномерное движение и средняя скорость

теория по физике 🧲 кинематика

Неравномерное движение — движение с переменной скоростью, которая может менять как направление, так и модуль.

Неравномерное движение можно охарактеризовать средней скоростью. Различают среднюю векторную и среднюю скалярную скорости.

Средняя векторная скорость

Средняя векторная скорость — это скорость, равная отношению перемещения тела ко времени, в течение которого это перемещение было совершено.

v _ср — средняя векторная скорость, s — перемещение тела, совершенное за время t

Направление вектора средней скорости всегда совпадает с направлением вектора перемещения.

Чтобы вычислить среднюю векторную скорость, нужно поделить сумму всех перемещений на сумму всех временных промежутков, в течение которых эти перемещения были совершены:

Пример №1. Миша пробежал стометровку за 16 секунд. Через 1 минуту он вернулся на старт. Найти среднюю векторную скорость мальчика.

Миша совершил одинаковые по модулю, но разные по направлению перемещения. При сложении этих векторов получается 0. Поэтому средняя векторная скорость также равна нулю:

Средняя скалярная скорость

Средняя скалярная (путевая) скорость — это скорость, равная отношению пути, пройденного телом, ко времени, в течение которого этот путь был пройден.

v_ср — средняя путевая скорость, s — путь, пройденный телом за время t

Чтобы вычислить среднюю путевую скорость, нужно поделить сумму всех путей на сумму всех временных промежутков, в течение которых эти пути были преодолены:

Пример №2. Мальчик пробежал по периметру квадратного поля сто стороной 100 м. На первые две стороны мальчик потратил по 15 секунд, а на последние две — по 20 секунд. Найти среднюю путевую скорость мальчика.

У квадрата 4 стороны, поэтому путь мальчика составляют 4 дистанции по 100 м каждая. Поэтому средняя путевая скорость равна:

Средняя скалярная скорость всегда больше или равна модулю средней векторной скорости:

Пример №3. Рыболов остановился на берегу круглого пруда и увидел на противоположном берегу удобное для рыбалки место. Он к нему шел в течение 2 минут. Вычислите среднюю путевую и среднюю векторную скорости рыболова после того, как он придет на новое место, если радиус пруда равен 50 м.

Две противоположные точки окружности соединяются отрезком, проходящим через его центр — диаметром. Поэтому модуль вектора перемещения равен двум радиусам пруда:

Чтобы дойти до диаметрально противоположной точки окружности, нужно пройти путь, равный половине окружности:

Переведя 2 минуты в СИ, получим 120 с. Модуль средней векторно скорости равен:

Пример №4. Первые полчаса автомобиль двигался со скоростью 90 км/ч, а потом 1 час он двигался со скоростью 60 км/ч. Найти среднюю скорость автомобиля.

Нам известны скорости на каждом из участков пути и время, в течение которого каждый из этих участков был преодолен. Поэтому:

Источник

Неравномерное движение

В окружающем нас мире редкостью является равномерное движение тел, поскольку большинство объектов материального мира не способны двигаться с подобной точностью на протяжении длительного времени. Потому актуально использование понятия неравномерного движения тел.

Для характеристики такого вида движения используют понятия средней, мгновенной и средней путевой скоростей.

Характеристика средней скорости

Показатель средней скорости рассматривают на определённом отрезке пути, и рассчитывают таким образом:

Поскольку средняя скорость рассчитывается с использованием скалярных величин, то она также есть величиной скалярной.

Среднюю скорость также возможно рассчитать по формуле перемещения:

В этом случае она будет величиной векторной, поскольку рассчитывается через перемещение – векторную величину.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

Стоит различать эти две скорости. Несмотря на то, что они характеризуют одно и то же движение, данные величины имеют разный физический смысл.

Зачастую, вычисляя среднюю скорость, допускают некоторую погрешность, так как определяют среднюю скорость как среднее арифметическое. Суть заключается в том, что средняя арифметическая величина скорости тела на различных участках может отличаться от реального значения средней скорости тела, рассчитанной через преодоленный путь.

Непрерывное неравномерное движение тел сопровождается постоянным изменением их скорости. Это движение порождает закономерность, которая гласит, что скорость тела в любой следующей точке траектории не равняется его скорости в предыдущей.

Характеристика мгновенной скорости

Мгновенная скорость – это скорость объекта, которая фиксируется в конкретное время в конкретной точке.

Мгновенная скорость, рассчитанная через пройденный путь, есть величиной скалярной. Если она рассчитывается через перемещение, то является величиной векторной.

Характеристика средней путевой скорости

Различают еще одно понятие, характеризующее неравномерное движение – это средняя путевая скорость.

Поскольку средняя скорость – это вектор, который направлен в сторону перемещения тела, то модуль средней скорости принимает значение средней путевой скорости в том случае, когда тело не меняет направление своего движения. Если же тело меняет направление своего движения, модуль средней скорости уменьшается до средней путевой скорости.

Разновидности неравномерного движения

Движение тела может быть неравномерным по скорости и по направлению.

Существует несколько разновидностей неравномерного движения, среди них выделяют:

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Равнопеременным считается такое неравномерное движение, при котором скорость тела меняется на конкретную величину за равнозначные промежутки времени.

Движение тела, когда его скорость за любые равнозначные промежутки времени не меняется на конкретную величину, является неравнопеременным.

Если при равнопеременном движении скорость тела увеличивается, оно считается равноускоренным, если же скорость тела уменьшается – равнозамедленным.

Неравномерно движущееся тело может сочетать несколько вышеприведенных разновидностей.

Понятие ускорения

Рассчитывается таким образом:

Физический смысл ускорения заключается в том, что оно показывает на какую величину увеличивается или уменьшается скорость тела за единичный период времени.

Данная величина характеризует только равноускоренное или равнозамедленное движение, но не описывает равнопеременное движение, так как при этом не наблюдается взаимозависимость скорости и ускорения тела.
Ускорение со знаком «+» описывает равноускоренное движение, а со знаком «-» – равнозамедленное.
Уравнение ускоренного движения объекта записывается в следующем виде (для оси абсцисс):

С помощью данного уравнения рассчитывают скорость движения тела в любой промежуток времени.

Источник

Вопрос 2 § 5 Физика 9 класс Перышкин Что понимают под мгновенной скоростью неравномерного движения?

Помогите с ответом на вопрос
Что понимают под мгновенной скоростью неравномерного движения?

Под мгновенной скоростью неравномерного движения понимают скорость в конкретной точке траектории в данный момент времени.

Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих ( Подробнее. )

Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. ( Подробнее. )

Среди предложений 21-29:
(21) И Митрофанов услышал в этом смехе и прощение себе, и даже какое-то ( Подробнее. )

Источник

Скорость при неравномерном движении

Конспект по физике для 8 класса «Скорость при неравномерном движении». Что такое мгновенная скорость. Как по графику скорости определить пройденный телом путь.

Скорость при неравномерном движении

В окружающем нас мире равномерное движение встречается нечасто. Обычно скорость тела изменяется с течением времени.

СРЕДНЯЯ СКОРОСТЬ НЕРАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ

В качестве примера неравномерного движения рассмотрим движение автобуса по шоссе. Начиная движение после остановки, автобус увеличивает свою скорость и, двигаясь далее, уменьшает свою скорость перед следующей остановкой. Он также может изменять скорость при пересечении перекрёстков, у светофора и т. п.

Необходимо чётко понимать, что когда мы говорим о скорости неравномерного движения, то имеем в виду скорость тела именно в данный момент времени. Однако если мы хотим охарактеризовать неравномерное движение в целом за данный промежуток времени, то вводится понятие средней скорости.

Средней скоростью неравномерного движения называют физическую величину, равную отношению пути, пройденного телом, ко времени, за которое этот путь был пройден:

При таком способе описания движения мы фактически заменяем неравномерное движение равномерным, скорость которого равна средней скорости неравномерного движения.

Так как средняя скорость равна отношению двух скалярных величин, она сама является величиной скалярной. Зная среднюю скорость неравномерного движения, можно делать выводы о том, насколько быстро или медленно движется тело.

МГНОВЕННАЯ СКОРОСТЬ

При движении тело проходит последовательно все точки траектории. В каждой точке оно находится в определённые моменты времени и имеет определённую скорость.

Скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории называют мгновенной скоростью.

Для уяснения смысла мгновенной скорости потребуются дополнительные рассуждения. Например, как определить мгновенную скорость автобуса в некоторый момент времени t, соответствующий началу торможения?

По мере уменьшения промежутков времени фактическое движение в пределах каждого отдельного промежутка времени будет всё меньше отличаться от равномерного, и наконец отличие перестанет улавливаться приборами.

В пределах малых промежутков времени, столь малых, что движение представляется равномерным, результат измерения можно относить к любому моменту времени в пределах рассматриваемого промежутка. Если движение равномерно, то его мгновенная скорость в любой момент времени равна скорости этого равномерного движения.

Для иллюстрации понятия мгновенной скорости Р. Фейнман использует пример с машиной, остановленной полицейским в момент превышения скорости. Если в данный момент времени мгновенная скорость равна, например, 90 км/ч, то это означает, что, если начиная с этого момента времени машина двигалась бы равномерно и прямолинейно, за следующую секунду она прошла бы 25 м, а в течение последующего часа — 90 км.

Интересно, что Галилей не пользовался такой физической величиной, как скорость. Рассуждения о природе движения проводились в виде анализа отношений однородных, имеющих одинаковую размерность величин. Впервые в современной форме записи скорость ввёл Л. Эйлер в 1765 г. в работе «Теория движения твёрдых тел». Он писал: «При равномерном движении отношение путей к промежуткам времени, в течение которых они проходятся, называется быстротой или скоростью…» Эйлер впервые записал υ = s/t, и эта форма записи с тех пор не изменилась.

ГРАФИК СКОРОСТИ И ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

Мы уже знаем, что при равномерном движении модуль перемещения равен площади под графиком скорости. Оказывается, при неравномерном движении это равенство также справедливо. При этом не имеет значения, как изменяется скорость с течением времени.

Построим график зависимости скорости от времени и разобьём весь интервал движения на отрезки Δt. Рассмотрим движение тела в отдельном промежутке времени Δt. Как определить площадь фигуры под графиком? Очевидно, что эта площадь больше площади прямоугольника S₁ и меньше площади прямоугольника S₂ (S_ABEF = S₁; S_ACDF = S₂)

Если выбирать промежуток времени Δt всё меньше и меньше, то скорость на каждом промежутке времени будет меняться всё меньше и меньше и площади S₁ и S₂ будут отличаться всё меньше и меньше. Наконец, для каждого промежутка времени площадь под графиком станет равна произведению высоты (мгновенной скорости) и основания (промежутка времени), т. е. площадь равна перемещению тела за этот промежуток времени. А площадь под всем графиком равна сумме площадей для каждого промежутка времени, т. е. значение перемещения при неравномерном движении равно площади под графиком скорости.

Леонард Эйлер (1707—1783) — великий математик, механик и физик, швейцарец по происхождению. В 1727 г. переехал в Россию. Здесь работал в Петербургской академии наук.

Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Скорость при неравномерном движении».

Источник

Неравномерное движение

Вы будете перенаправлены на Автор24

В реальной жизни очень сложно встретить равномерное движения, так как с такой большой точностью объекты материального мира не могут передвигаться, да еще и долгий промежуток времени, поэтому обычно на практике используются более реальное физическое понятие, характеризующее движение определенного тела в пространстве и времени.

Неравномерное движение характеризуется тем, что тело может проходить одинаковый или разный путь за равные промежутки времени.

Для полного понимания этого вида механического движения вводится дополнительное понятие средней скорости.

Средняя скорость

Средняя скорость представляет собой физическую величину, которая равна отношению всего пути, пройденного телом, к полному времени движения.

Этот показатель рассматривается на определенном участке:

По данному определению средняя скорость является скалярной величиной, так как время и путь – скалярные величины.

Средняя скорость можно определять по уравнению перемещения:

Средняя скорость в подобных случаях считается векторной величиной, так как она ее можно определить через отношение векторной величины к скалярной.

Средняя скорость перемещения и средняя скорость прохождения пути характеризуют одинаковое движение, однако являются различными величинами.

В процессе расчета средней скорости обычно допускается ошибка. Она состоит в том, что понятие средней скорости иногда заменяется средней арифметической скоростью тела. Этот недочет допускается на разных участках движения тела.

Средняя скорость тела не может определяться через среднее арифметическое значение. Для решения задач используется уравнение для средней скорости. По нему можно найти среднюю скорость тела на определенном участке. Для этого весь путь, который пройден телом, разделить на общее время движения.

Готовые работы на аналогичную тему

Получается формула, согласно которой идет поиск неизвестной величины:

При решении длинной цепочки уравнений можно прийти к изначальной версии поиска средней скорости тела на определенном участке.

При непрерывном движении также непрерывно изменяется скорость тела. Подобное движение рождает закономерность, при которой скорость в любой последующих точках траектории отличается от скорости объекта в предыдущей точке.

Мгновенная скорость

Мгновенной скоростью называют скорость в данный отрезок времени в определенной точке траектории.

Средняя скорость тела будет сильнее отличаться от мгновенной скорости в случаях, когда:

Мгновенная скорость – это физическая величина, которая равна отношению небольшого перемещения на определенном участке траектории или пройденного пути телом, к небольшому промежутку времени, за которое это перемещение совершалось.

Мгновенная скорость становится векторной величиной, когда речь идет о средней скорости перемещения.

Мгновенная скорость становится скалярной величиной, когда говорят о средней скорости прохождения пути.

При неравномерном движении изменение скорости тела происходит за равные промежутки времени на равную величину.

Равнопеременное движение тела возникает в момент, когда скорость объекта за любые равные промежутки времени изменяется на равную величину.

Виды неравномерного движения

При неравномерном движении постоянно меняется скорость тела. Различают основные виды неравномерного движения:

Скорость может изменяться по численному значению. Подобное движение также считают неравномерным. Особенным случаем неравномерного движения считают равноускоренное движение.

Неравнопеременным движением называют такое движение тела, когда скорость объекта за любые неравные промежутки времени не меняется на определенную величину.

Равнопеременное движение характеризуется возможностью увеличения или уменьшения скорости тела.

Равнозамедленным называют движение, когда скорость тела уменьшается. Равноускоренным называют движение, при котором скорость тела увеличивается.

Ускорение

Для неравномерного движения введена еще одна характеристика. Эта физическая величина называется ускорением.

Ускорением называют векторную физическую величину, равная отношению изменения скорости тела ко времени, когда это изменение происходило.

При равнопеременном движении нет зависимости ускорения от изменения скорости тела, а также от времени изменения этой скорости.

Ускорение показывает на количественное изменение скорости тела за определенную единицу времени.

Для того, чтобы получить единицу ускорения, необходимо в классическую формулу для ускорения подставить единицы скорости и времени.

В проекции на координатную ось 0X уравнение примет следующий вид:

$υx = υ0x + ax ∙ \Delta t$.

Если знать ускорение тела и его начальную скорость, можно заранее найти скорость в любой заданный момент времени.

Физическая величина, которая равна отношению пути, пройденного телом за конкретный промежуток времени, к длительности подобного промежутка, является средней путевой скоростью. Средняя путевая скорость выражается в виде:

Средняя скорость представлена в форме вектора. Она направлена туда, куда направлено перемещение тела за определенный промежуток времени.

Модуль средней скорости равняется средней путевой скорости в случаях, если тело все это время движется в одном направлении. Модуль средней скорости уменьшается к средней путевой скорости, если в процессе движения тело изменяет направление своего движения.

Источник