-->
Óñêîðåíèå. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà

 


§ 9. Óñêîðåíèå

Êàê èçìåíÿþòñÿ ïîêàçàíèÿ ñïèäîìåòðà â íà÷àëå äâèæåíèÿ è ïðè òîðìîæåíèè àâòîìîáèëÿ?

Êàêàÿ ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà õàðàêòåðèçóåò èçìåíåíèå ñêîðîñòè?

Ïîäáðîñüòå ââåðõ ìÿ÷ è ñäåëàéòå âûâîä îá èçìåíåíèè åãî ñêîðîñòè.

Ñêîðîñòü ëþáîé òî÷êè îêðóæíîñòè òî÷èëüíîãî êðóãà ïðè íåèçìåííîì ÷èñëå îáîðîòîâ â åäèíèöó âðåìåíè ìåíÿåòñÿ òîëüêî ïî íàïðàâëåíèþ, îñòàâàÿñü ïîñòîÿííîé ïî ìîäóëþ

Ïðè äâèæåíèè òåë èõ ñêîðîñòè îáû÷íî ìåíÿþòñÿ ëèáî ïî ìîäóëþ, ëèáî ïî íàïðàâëåíèþ, ëèáî æåîäíîâðåìåííî êàê ïî ìîäóëþ, òàê è ïî íàïðàâëåíèþ.

Ñêîðîñòü øàéáû, ñêîëüçÿùåé ïî ëüäó, óìåíüøàåòñÿ ñ òå÷åíèåì âðåìåíè äî ïîëíîé îñòàíîâêè. Åñëè âçÿòü â ðóêè êàìåíü è ðàçæàòü ïàëüöû, òî ïðè ïàäåíèè êàìíÿ åãî ñêîðîñòü ïîñòåïåííî íàðàñòàåò. Ñêîðîñòü ëþáîé òî÷êè îêðóæíîñòè òî÷èëüíîãî êðóãà ïðè íåèçìåííîì ÷èñëå îáîðîòîâ â åäèíèöó âðåìåíè ìåíÿåòñÿ òîëüêî ïî íàïðàâëåíèþ, îñòàâàÿñü ïîñòîÿííîé ïî ìîäóëþ (ðèñ 1.26). Åñëè áðîñèòü êàìåíü ïîä óãëîì ê ãîðèçîíòó, òî åãî ñêîðîñòü áóäåò ìåíÿòüñÿ è ïî ìîäóëþ, è ïî íàïðàâëåíèþ.

Èçìåíåíèå ñêîðîñòè òåëà ìîæåò ïðîèñõîäèòü êàê î÷åíü áûñòðî (äâèæåíèå ïóëè â êàíàëå ñòâîëà ïðè âûñòðåëå èç âèíòîâêè), òàê è ñðàâíèòåëüíî ìåäëåííî (äâèæåíèå ïîåçäà ïðè åãî îòïðàâëåíèè).

Çàïîìíè
Ôèçè÷åñêàÿ âåëè÷èíà, õàðàêòåðèçóþùàÿ áûñòðîòó èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè, íàçûâàåòñÿ óñêîðåíèåì.

Ðàññìîòðèì ñëó÷àé êðèâîëèíåéíîãî è íåðàâíîìåðíîãî äâèæåíèÿ òî÷êè.  ýòîì ñëó÷àå å¸ ñêîðîñòü ñ òå÷åíèåì âðåìåíè èçìåíÿåòñÿ êàê ïî ìîäóëþ, òàê è ïî íàïðàâëåíèþ. Ïóñòü â íåêîòîðûé ìîìåíò âðåìåíè t òî÷êà çàíèìàåò ïîëîæåíèå Ì è èìååò ñêîðîñòü (ðèñ. 1.27). Ñïóñòÿ ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt òî÷êà çàéì¸ò ïîëîæåíèå Ì1 è áóäåò èìåòü ñêîðîñòü 1. Èçìåíåíèå ñêîðîñòè çà âðåìÿ Δt1 ðàâíî Δ1 = 1 - . Âû÷èòàíèå âåêòîðà ìîæíî ïðîèçâåñòè ïóò¸ì ïðèáàâëåíèÿ ê âåêòîðó 1 âåêòîðà (-):

Δ1 = 1 - = 1 + (-).

Ñîãëàñíî ïðàâèëó ñëîæåíèÿ âåêòîðîâ âåêòîð èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè Δ1 íàïðàâëåí èç íà÷àëà âåêòîðà 1 â êîíåö âåêòîðà (-), êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñóíêå 1.28.

Ïîíàáëþäàéòå çà íà÷àëîì äâèæåíèÿ êàêîãî-ëèáî òåëà. ×òî âû ìîæåòå ñêàçàòü î åãî ñêîðîñòè?

Ïðèâåäèòå äðóã äðóãó ïðèìåðû äâèæåíèÿ òåë, ïðè êîòîðûõ èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ïðîèñõîäÿò òîëüêî ïî íàïðàâëåíèþ èëè òîëüêî ïî ìîäóëþ.

Ïîäåëèâ âåêòîð Δ1 íà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt1 ïîëó÷èì âåêòîð, íàïðàâëåííûé òàê æå, êàê è âåêòîð èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè Δ1. Ýòîò âåêòîð íàçûâàþò ñðåäíèì óñêîðåíèåì òî÷êè çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt1. Îáîçíà÷èâ åãî ÷åðåç cð1, çàïèøåì:

ñðåäíèì óñêîðåíèåì òî÷êè çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè

Ïî àíàëîãèè ñ îïðåäåëåíèåì ìãíîâåííîé ñêîðîñòè îïðåäåëèì ìãíîâåííîå óñêîðåíèå. Äëÿ ýòîãî íàéä¸ì òåïåðü ñðåäíèå óñêîðåíèÿ òî÷êè çà âñ¸ ìåíüøèå è ìåíüøèå ïðîìåæóòêè âðåìåíè:

ñðåäíèå óñêîðåíèÿ òî÷êè çà âñ¸ ìåíüøèå è ìåíüøèå ïðîìåæóòêè âðåìåíè

Ïðè óìåíüøåíèè ïðîìåæóòêà âðåìåíè Δt âåêòîð Δ óìåíüøàåòñÿ ïî ìîäóëþ è ìåíÿåòñÿ ïî íàïðàâëåíèþ (ðèñ. 1.29). Ñîîòâåòñòâåííî ñðåäíèå óñêîðåíèÿ òàêæå ìåíÿþòñÿ ïî ìîäóëþ è íàïðàâëåíèþ. Íî ïðè ñòðåìëåíèè ïðîìåæóòêà âðåìåíè Δt ê íóëþ îòíîøåíèå èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ê èçìåíåíèþ âðåìåíè ñòðåìèòñÿ ê îïðåäåë¸ííîìó âåêòîðó êàê ê ñâîåìó ïðåäåëüíîìó çíà÷åíèþ.  ìåõàíèêå ýòó âåëè÷èíó íàçûâàþò óñêîðåíèåì òî÷êè â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè èëè ïðîñòî óñêîðåíèåì è îáîçíà÷àþò .

Çàïîìíè
Óñêîðåíèå òî÷êè — ýòî ïðåäåë îòíîøåíèÿ èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè Δ ê ïðîìåæóòêó âðåìåíè Δt, â òå÷åíèå êîòîðîãî ýòî èçìåíåíèå ïðîèçîøëî, ïðè ñòðåìëåíèè Δt ê íóëþ.

Óñêîðåíèå íàïðàâëåíî òàê, êàê íàïðàâëåí âåêòîð èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè Δ ïðè ñòðåìëåíèè ïðîìåæóòêà âðåìåíè Δt ê íóëþ.  îòëè÷èå îò íàïðàâëåíèÿ ñêîðîñòè, íàïðàâëåíèå âåêòîðà óñêîðåíèÿ íåëüçÿ îïðåäåëèòü, çíàÿ òðàåêòîðèþ òî÷êè è íàïðàâëåíèå äâèæåíèÿ òî÷êè ïî òðàåêòîðèè.  äàëüíåéøåì íà ïðîñòûõ ïðèìåðàõ ìû óâèäèì, êàê ìîæíî îïðåäåëèòü íàïðàâëåíèå óñêîðåíèÿ òî÷êè ïðè ïðÿìîëèíåéíîì è êðèâîëèíåéíîì äâèæåíèÿõ.

 îáùåì ñëó÷àå óñêîðåíèå íàïðàâëåíî ïîä óãëîì ê âåêòîðó ñêîðîñòè (ðèñ. 1.30). Ïîëíîå óñêîðåíèå õàðàêòåðèçóåò èçìåíåíèå ñêîðîñòè è ïî ìîäóëþ, è ïî íàïðàâëåíèþ. ×àñòî ïîëíîå óñêîðåíèå ñ÷èòàåòñÿ ðàâíûì âåêòîðíîé ñóììå äâóõ óñêîðåíèé — êàñàòåëüíîãî (ê) è öåíòðîñòðåìèòåëüíîãî (öñ). Êàñàòåëüíîå óñêîðåíèå ê õàðàêòåðèçóåò èçìåíåíèå ñêîðîñòè ïî ìîäóëþ è íàïðàâëåíî ïî êàñàòåëüíîé ê òðàåêòîðèè äâèæåíèÿ. Öåíòðîñòðåìèòåëüíîå óñêîðåíèå öñ õàðàêòåðèçóåò èçìåíåíèå ñêîðîñòè ïî íàïðàâëåíèþ è ïåðïåíäèêóëÿðíî êàñàòåëüíîé, ò. å. íàïðàâëåíî ê öåíòðó êðèâèçíû òðàåêòîðèè â äàííîé òî÷êå.  äàëüíåéøåì ìû ðàññìîòðèì äâà ÷àñòíûõ ñëó÷àÿ: òî÷êà äâèæåòñÿ ïî ïðÿìîé è ñêîðîñòü èçìåíÿåòñÿ òîëüêî ïî ìîäóëþ; òî÷êà äâèæåòñÿ ðàâíîìåðíî ïî îêðóæíîñòè è ñêîðîñòü èçìåíÿåòñÿ òîëüêî ïî íàïðàâëåíèþ.

Åäèíèöà óñêîðåíèÿ. Äâèæåíèå òî÷êè ìîæåò ïðîèñõîäèòü êàê ñ ïåðåìåííûì, òàê è ñ ïîñòîÿííûì óñêîðåíèåì. Åñëè óñêîðåíèå òî÷êè ïîñòîÿííî, òî îòíîøåíèå èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè ê ïðîìåæóòêó âðåìåíè, çà êîòîðîå ýòî èçìåíåíèå ïðîèçîøëî, áóäåò îäíèì è òåì æå äëÿ ëþáîãî èíòåðâàëà âðåìåíè. Ïîýòîìó, îáîçíà÷èâ ÷åðåç Δt íåêîòîðûé ïðîèçâîëüíûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè, à ÷åðåç Δ — èçìåíåíèå ñêîðîñòè çà ýòîò ïðîìåæóòîê, ìîæíî çàïèñàòü:

Åäèíèöà óñêîðåíèÿ.

Òàê êàê ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt — âåëè÷èíà ïîëîæèòåëüíàÿ, òî èç ýòîé ôîðìóëû ñëåäóåò, ÷òî åñëè óñêîðåíèå òî÷êè ñ òå÷åíèåì âðåìåíè íå èçìåíÿåòñÿ, òî îíî íàïðàâëåíî òàê æå, êàê è âåêòîð èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè. Òàêèì îáðàçîì, åñëè óñêîðåíèå ïîñòîÿííî, òî åãî ìîæíî èñòîëêîâàòü êàê èçìåíåíèå ñêîðîñòè â åäèíèöó âðåìåíè. Ýòî ïîçâîëÿåò óñòàíîâèòü åäèíèöû ìîäóëÿ óñêîðåíèÿ è åãî ïðîåêöèé.

Çàïèøåì âûðàæåíèå äëÿ ìîäóëÿ óñêîðåíèÿ:

âûðàæåíèå äëÿ ìîäóëÿ óñêîðåíèÿ

Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî

Âàæíî
ìîäóëü óñêîðåíèÿ ÷èñëåííî ðàâåí åäèíèöå, åñëè çà åäèíèöó âðåìåíè ìîäóëü âåêòîðà èçìåíåíèÿ ñêîðîñòè èçìåíÿåòñÿ íà åäèíèöó.

Åñëè âðåìÿ èçìåðåíî â ñåêóíäàõ, à ñêîðîñòü — â ìåòðàõ â ñåêóíäó, òî åäèíèöà óñêîðåíèÿ — ì/ñ2 (ìåòð íà ñåêóíäó â êâàäðàòå).

Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Óñêîðåíèå. Êàñàòåëüíîå, öåíòðîñòðåìèòåëüíîå óñêîðåíèÿ

Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó

    1. ×òî íàçûâàåòñÿ óñêîðåíèåì?

    2. Êóäà íàïðàâëåíî óñêîðåíèå ïðè ïðÿìîëèíåéíîì äâèæåíèè òî÷êè, åñëè ìîäóëü ñêîðîñòè òî÷êè óâåëè÷èâàåòñÿ? óìåíüøàåòñÿ?

    3. Òî÷êà äâèæåòñÿ ïî êðèâîëèíåéíîé òðàåêòîðèè ñ ïîñòîÿííîé ïî ìîäóëþ ñêîðîñòüþ. Èìååò ëè ýòà òî÷êà óñêîðåíèå?

    4. Ìîæåò ëè òî÷êà èìåòü óñêîðåíèå, åñëè å¸ ñêîðîñòü â äàííûé ìîìåíò âðåìåíè ðàâíà íóëþ?

    5. Â êàêèõ åäèíèöàõ âûðàæàåòñÿ óñêîðåíèå?

    6. Àâòîìîáèëü äâèæåòñÿ ïî øîññå ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ è íà÷èíàåò òîðìîçèòü. Êàê íàïðàâëåíà ïðîåêöèÿ óñêîðåíèÿ íà îñü, íàïðàâëåííóþ ïî âåêòîðó íà÷àëüíîé ñêîðîñòè àâòîìîáèëÿ?

    7. Êàê íàïðàâëåíî óñêîðåíèå ðàâíîìåðíî äâèæóùåéñÿ ïî îêðóæíîñòè òî÷êè?

    8. Ìîæíî ëè óòâåðæäàòü, ÷òî åñëè óñêîðåíèå òî÷êè ïîñòîÿííî, òî íàïðàâëåíèå å¸ ñêîðîñòè íå èçìåíÿåòñÿ?

    9. Ëûæíèê ñúåõàë ñ ãîðû, äâèãàÿñü ïðÿìîëèíåéíî è ðàâíîóñêîðåííî. Çà âðåìÿ 20 ñ, â òå÷åíèå êîòîðûõ äëèëñÿ ñïóñê, ñêîðîñòü ëûæíèêà âîçðîñëà îò 5 ì/ñ äî 15 ì/ñ. Ñ êàêèì óñêîðåíèåì äâèãàëñÿ ëûæíèê?

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru
<">


Ñîäåðæàíèå

interfaceType: 0, withoutIframe: true,