Rätlinjär rörelseegenskaper, typer och exempel
![Rätlinjär rörelseegenskaper, typer och exempel](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos.jpg)
- 3245
- 888
- Prof. Erik Johansson
han rätlinje rörelse Det är en där mobilen rör sig längs en rak linje och därför passerar i en dimension, och därmed får också namnet Ojämnrörelse. Denna raka linje är bana eller sökväg följt av objektet som rör sig. Bilarna som reser längs Avenue i figur 1 följer denna typ av rörelse.
Detta är den enklaste rörelsemodellen som kan föreställas. De dagliga rörelserna hos människor, djur och saker kombinerar ofta överföringar i en rak linje med rörelser längs kurvor, men vissa observerar ofta vissa som uteslutande är rektilinala.
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos.jpg)
Här är några bra exempel:
- När du kör längs ett 200 -meter rätlinjigt spår.
- Kör bil på en rak väg.
- Släpper ett objekt fritt från en viss höjd.
- När en boll kastas vertikalt.
https: // giphy.com/gifs/j5xx3bynaqv06wtoxq
Nu uppnås målet att beskriva en rörelse genom att specificera egenskaper som:
- Placera
- Förflyttning
- Fart
- Acceleration
- Tid.
För att en observatör ska upptäcka rörelsen av ett objekt är det nödvändigt att ha en referenspunkt (ursprung O) och har upprättat en specifik adress att flytta, vilket kan vara axeln x, axeln och eller någon annan.
När det gäller objektet som rör sig kan detta ha otaliga sätt. Det finns inga begränsningar i detta avseende, men i allt som följer kommer det att antas att mobilen är en partikel; ett så litet objekt att dess dimensioner inte är relevanta.
Det är känt att detta inte är fallet för makroskopiska objekt; Det är emellertid en modell med goda resultat i beskrivningen av en objekts globala rörelse. På detta sätt kan en partikel vara en bil, en planet, en person eller något annat föremål som rör sig.
Vi kommer att börja vår studie av rätlinjiga kinematik med en allmän inställning till rörelsen och sedan kommer vissa fall att studeras som de som redan utsetts.
[TOC]
Allmänna egenskaper hos den rätlinjiga rörelsen
Följande beskrivning är allmän och tillämplig på alla typer av en dimensionell rörelse. Det första är att välja ett referenssystem. Linjen längs vilken rörelsen äger rum kommer att vara axeln x. Parametrarna för rörelsen:
Placera
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_2.jpg)
Det är vektorn som går från ursprunget till den punkt där objektet är på ett ögonblick givet. I figur 2, vektorn x1 Anger mobilen när den är i koordinaten P1 och med tiden t1. Positionsvektorenheterna i det internationella systemet är mätare.
Förflyttning
Förskjutning är vektorn som indikerar förändringen i position. I figur 3 har bilen gått från positionen P1 till ståndpunkt P2, Därför är dess förskjutning 5x = x2 - x1. Förskjutning är subtraktionen av två vektorer, den symboliseras med den grekiska bokstaven Δ ("delta") och är i sin tur en vektor. Dess enheter i det internationella systemet är mätare.
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_3.jpg)
Vektorer betecknas med djärvt i tryckt text. Men att vara på samma dimension, om så önskas kan du klara dig utan vektorotationen.
Kan tjäna dig: grenar av klassisk och modern fysikDistans rest
Distans d Turnerad av det rörliga objektet är det absoluta värdet på förskjutningsvektorn:
D = OderxΙ = Δx
Som ett absolut värde är avståndet alltid större än eller lika med 0 och dess enheter är desamma som position och förskjutning. Absolut värde -notation kan göras med modulstänger eller helt enkelt ta bort den djärva bokstaven i tryckt text.
Medelhastighet
Hur snabbt förändras positionen? Det finns långsamma och snabba mobiltelefoner. Nyckeln har alltid varit hastigheten. För att analysera denna faktor analyseras positionen x tidsfunktion t.
Medelhastigheten vm (Se figur 4) Det är lutningen för torklinjen (fuchsia) till kurvan x mot t och ger global information om mobilförskjutning i det tidsintervallet som beaktas.
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_4.jpg)
vm = (x2 - x1) / (t2 -t1) = 5x / 5t
Medelhastigheten är en vektor vars enheter i det internationella systemet är meter /sekund (Fröken).
Omedelbar hastighet
Medelhastigheten beräknas genom att ta ett mätbart tidsintervall, men informerar inte om vad som händer inom nämnda intervall. För att veta hastigheten när som helst måste du göra tidsintervallet mycket litet, matematiskt motsvarar det att göra:
ΔT → 0
Ekvationen ges tidigare för medelhastighet. På detta sätt erhålls den omedelbara hastigheten eller helt enkelt hastigheten:
Geometriskt är derivatet av positionen med avseende på tid lutningen på linjen tangent till kurvan x mot t vid en viss punkt. I figur 4 är punkten orange och tangentlinjen är grön. Den omedelbara hastigheten vid denna punkt är lutningen för den linjen.
Fart
Hastighet definieras som det absoluta värdet eller hastighetsmodulen och är alltid positiv (signalering, vägar och motorvägar är alltid positiva, aldrig negativa). Termen "hastighet" och "hastighet" kan användas dagligen, men i fysiken är skillnaden mellan vektor och klättring nödvändig.
v = OdervΙ = v
Genomsnittlig acceleration och omedelbar acceleration
Hastigheten kan förändras under rörelsens gång och verkligheten är att den förväntas göra det. Det finns en storlek som kvantifierar denna förändring: acceleration. Om vi märker att hastigheten är förändringen av position med avseende på tid, är acceleration ändringen av hastighet med avseende på tid.
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_5.jpg)
Behandlingen som ges till grafen av x mot t av de två tidigare avsnitten kan utvidgas till motsvarande graf av v mot t. Följaktligen definieras en genomsnittlig acceleration och omedelbar acceleration som:
tillm = (v2 - v1) / (t2 -t1) = 5v / 5t (I väntan på bostaden)
Acceleration och retardation
I en -dimensionell rörelse har vektorer efter konvention positiva eller negativa tecken när de går på ett eller annat sätt. När accelerationen har samma betydelse som hastigheten ökar det dess storlek, men när det är motsatt förnuft och hastigheten minskar dess storlek. Det sägs då att rörelsen är försenad.
Kan tjäna dig: Leyden -flaska: delar, drift, experimentGrabbar
Klassificeringen av rektilinesiska rörelser görs vanligtvis baserat på:
- Huruvida accelerationen är konstant eller inte.
- Rörelsen passerar längs en horisontell eller vertikal linje.
Rörelse med konstant acceleration
https: // giphy.com/gifs/ylzfnbidhm7rp391fi
När accelerationen är konstant, den genomsnittliga accelerationen tillm Det är lika med omedelbar acceleration till Och det finns två alternativ:
- Att accelerationen är värd 0, i vilket fall hastigheten är konstant och har en enhetlig rätlinjig rörelse eller MRU.
- Konstant acceleration skiljer sig från 0, där hastigheten växer eller minskar linjärt över tid (den rätlinjiga rörelsen enhetligt varierad eller MRUV):
Var vF och tF De är slutliga hastighet respektive tid, och vantingen och tantingen De är initial hastighet och tid. Ja tantingen = 0, När du rensar den slutliga hastigheten har du ekvationen som redan är bekant för den slutliga hastigheten:
vF = vantingen + PÅ
För denna rörelse är följande ekvationer också giltiga:
- Position beroende på tid: x = xantingen + vantingen .t +½ at2
- Hastighet beroende på position: vF2 = vantingen2 + 2: a.Δx (Med Δx = x - xantingen)
Horisontella rörelser och vertikala rörelser
De horisontella rörelserna är de som passerar längs den horisontella axeln eller x -axeln, medan de vertikala gör det längs axeln och axeln. Vertikala rörelser under tyngdkraften är de vanligaste och intressanta.
I de tidigare ekvationerna tas det A = g = 9.8 m/s2 riktad vertikalt ner, riktning som nästan alltid väljs med ett negativt tecken.
Den här vägen, vF = vantingen + PÅ Det förvandlas in vF = vantingen - Gt Och om den initiala hastigheten är 0 eftersom objektet tappades fritt, förenklas det ytterligare till vF = - GT. Så länge luftmotståndet inte beaktas, naturligtvis.
Löst exempel
Exempel 1
Vid punkt A släpps ett litet paket så att det rör sig längs transportören med skjuthjul ABCD som visas i figuren. Medan de faller ner genom de lutande sektionerna AB och CD, har paketet en acceleration på 4,8 m/s2, Medan det är i det horisontella avsnittet BC upprätthåller konstant hastighet.
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_6.jpg)
Att veta att hastigheten med vilken paketet vid D når är 7,2 m/s, bestäm:
a) Avståndet mellan C och D.
b) den tid som krävs för att paketet ska nå slutet.
Lösning
Paketets rörelse utförs i de tre rätlinjiga sektionerna som visas och för att beräkna den begärda krävs hastigheten vid punkterna B, C och D. Låt oss analysera varje avsnitt separat:
Sektion AB
Eftersom tiden inte är tillgänglig i det här avsnittet kommer det att användas vF2 = vantingen2 + 2: a.Δx Med vo = 0:
vF2 = 2a.Δx → vF2= 2. 4,8 m/s2 . 3 m = 28.8 m2/s2 → vF = 5.37 m/s = vB
Den tid som paketet tar för att resa avsnittet AB är:
tAb = (vF - vantingen) /A = 5.37 m/s/4,8 m/s2 = 1.19 s
Avsnitt BC
Hastigheten i avsnitt BC är därför konstant vB = vC = 5.37 m/s. Den tid det tar för paketet att resa detta avsnitt är:
Kan tjäna dig: Lätt brytning: Element, lagar och experimenttföre Kristus = avstånd före Kristus / vB = 3 m/ 5.37 m/s = 0.56 s
Cd -sektion
Den första hastigheten för detta avsnitt är vC = 5.37 m/s, Den slutliga hastigheten är vD = 7,2 m/s, via vD2 = vC2 + 2. till. d Värdet av d:
D = (vD2 - vC2)/2.A = (7.22 - 5.372)/2 x 4.8 m = 2.4 m
Tiden beräknas som:
tCD = (vD - vC)/A = (7.2- 5.37)/ 4.8 s = 0.38 s.
Svaren på de frågor som ställs är:
a) D = 2.4 m
b) restiden är tAb + tföre Kristus + tCD = 1.19 s +0.56 S +0.38 s = 2.13 s.
Exempel 2
En person är under en horisontell grind som ursprungligen är öppen och 12 m hög. Personen lanserar vertikalt ett föremål mot grinden med 15 m/s hastighet.
Det är känt att porten stänger 1,5 sekunder efter att personen har lanserat föremålet från en höjd av 2 meter. Luftmotstånd kommer inte att beaktas. Svara på följande frågor och motivera:
a) lyckas du passera objektet genom grinden innan den stängs?
b) Kommer objektet någonsin att kollidera mot den stängda grinden? Om det är bekräftande, när händer det?
![](https://learnaboutworld.com/storage/img/images/movimiento-rectilneo-caractersticas-tipos-y-ejemplos_7.jpg)
Svara på)
Det finns 10 meter mellan bollens initiala läge och grinden. Det är en vertikal lansering, där denna adress tas som positiv.
Du kan ta reda på den hastighet som den bär när du anländer till denna punkt, med detta resultat den tid det skulle ta att göra det och jämföra den med portens sluttid, vilket är 1.5 sekunder:
vF 2= vantingen 2- 2.g. Δoch → vF = (152 - 2 x 9.8 x10)1/2 M = 5.39 m/s
T = (VF - vantingen) /g = (5.39 - 15) / (-9.8) s = 0.98 s
Eftersom denna tid är mindre än 1.5 sekunder, då dras slutsatsen att objektet kan gå igenom grinden minst en gång.
Svar B)
Vi vet redan att objektet hanterar. Hastigheten, när den når vid portens höjd har samma storlek som när den går upp, men i motsatt riktning. Arbeta därför med -5.39 m/s och den tid det tar att nå denna situation är:
T = (VF - vantingen) /G = (-5.39 - 15) / (-9.8) s = 2.08 s
Eftersom porten förblir öppen endast för 1.5 s, det är uppenbart att det inte har tid att passera innan den stängs, eftersom den finner den stängd. Svaret är: objektet om det kolliderar med den stängda grinden efter 2.08 sekunder efter att ha släppts, när den kommer i nedstigning.
Referenser
- Figueroa, D. (2005). Serie: Physics for Science and Engineering. Volym 1. Kinematik. Redigerad av Douglas Figueroa (USB).69-116.
- Giancoli, D. Fysik. (2006). Principer med applikationer. 6th Utgåva. Prentice hall. 22-25.
- Kirkpatrick, l. 2007. Fysik: En titt på världen. 6ta Förkortad upplaga. Cengage Learning. 23 - 27.
- Resnick, r. (1999). Fysisk. Volym 1. Tredje upplagan på spanska. Mexiko. Kontinentala redaktionella företag s.TILL. av C.V. 21-22.
- Rex, a. (2011). Fysikens grunder. Pearson. 33 - 36
- Sears, Zemansky. 2016. Universitetsfysik med modern fysik. 14th. Ed. Volym 1. 50 - 53.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fysik för vetenskap och teknik. Volym 1. 7ma. Utgåva. Mexiko. Cengage Learning Editors. 23-25.
- Serway, R., Vule, c. (2011). Fysikens grunder. 9na Ed. Cengage Learning. 43 - 55.
- Wilson, J. (2011). Fysik 10. Pearson Education. 133 - 149.