Графическое представление прямолинейного движения

Конспект по физике для 8 класса «Графическое представление равномерного прямолинейного движения».  Какие графики используют для получения представления о равномерном прямолинейном движении.

Конспекты по физике    Учебник физики    Тесты по физике


Графическое представление равномерного
прямолинейного движения

Построение графиков широко используется в физике для наглядного представления различных физических процессов. Графики помогают лучше понять физическое явление, проанализировать его и найти ответы на поставленные вопросы.

Рассмотрим проекции скоростей поездов на ось, направление которой совпадает с направлением движения первого поезда.

Проекция скорости первого поезда υ1x в этом случае будет положительной, а проекция скорости второго поезда υ — отрицательной. Здесь отрицательное значение проекции скорости означает, что движение происходит в направлении, противоположном направлению оси.

ПРИМЕР ОПИСАНИЯ ДВИЖЕНИЯ В ВЫБРАННОЙ СИСТЕМЕ ОТСЧЕТА

Два поезда выехали навстречу друг другу. Первый поезд выехал со станции А по направлению к станции D. Второй поезд выехал со станции D к станции А. У станции С, находящейся в 40 км от станции А, они встретились. По прошествии некоторого времени t первый поезд доехал до станции D, а второй поезд проехал станцию В. Расстояние между станциями В и С равно 20 км. Расстояние между станциями С и D равно 30 км. Определим координаты каждого поезда относительно станции А и расстояние между ними через время t.

Пусть направление координатной оси совпадает с направлением от А к D, а начало отсчёта х = 0 совпадает с точкой А. Обозначим х0 = хС = 40 км — координата поездов во время их встречи. Проекция перемещения первого поезда положительна:

а проекция перемещения второго поезда имеет отрицательный знак:

Координаты поездов х1 и х2 соответственно равны

Подставив данные задачи в формулы, получим, что координата первого поезда через время t:

х1 = 40 км + 30 км = 70 км.

Координата второго поезда через время t:

х2 = 40 км — 20 км = 20 км.

Из курса математики известно, что расстояние между точками на оси равно модулю разности их координат. Итак, расстояние между поездами через время t равно

ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ

При равномерном движении скорость тела с течением времени остается неизменной а . Поэтому график зависимости модуля вектора скорости от времени t — это прямая, параллельная оси абсцисс. Зафиксируем время, прошедшее от начала движения, и опустим v перпендикуляр из выбранной точки на график скорости. Площадь полученного прямоугольника равна произведению υt. Но нам известно, что s = υt. Следовательно, эта площадь равна модулю перемещения.

Итак, при прямолинейном равномерном движении модуль вектора перемещения численно равен площади прямоугольника под графиком скорости.

Давайте опишем движение тела по приведённому на рисунке б графику зависимости скорости движения от времени. При этом считаем, что тело двигалось прямолинейно. В разные промежутки времени, каждый из которых равен Δt = 1 ч, тело двигалось с различной скоростью. Сначала скорость тела была равна 40 км/ч, затем 60 км/ч, потом 80 км/ч и, наконец, 20 км/ч. При этом за первый час тело переместилось на υ1Δt = 40 км, за второй — на 60 км, за третий — на 80 км, за четвёртый — на 20 км. Таким образом, перемещение тела за 4 ч движения составило:

ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОТ ВРЕМЕНИ

График зависимости перемещения тела от времени при прямолинейном равномерном движении — это прямая, проходящая через начало координат в.

Давайте определим по данному графику скорость движения тела. Выберем на прямой точку А и определим перемещение s1 и соответствующий момент времени t1. Скорость движения тела будет равна υ = s1/t1

Чем круче проходит график перемещения, т. е. чем больше его угол наклона к оси абсцисс, тем больше скорость движения тела. Действительно, точке В на прямой 2 соответствует большее перемещение s2 за то же самое время t1, следовательно, график 2 описывает движение с большей скоростью.

ГРАФИК ЗАВИСИМОСТИ КООРДИНАТЫ ТЕЛА ОТ ВРЕМЕНИ

Зависимость координаты тела от времени описывается формулой х = υ0 + υxt.

Поскольку эта зависимость линейная, то соответствующий график (график движения) представляет собой прямую линию г. В начальный момент времени t = 0 координата х = х0.

 


Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Графическое представление равномерного прямолинейного движения».

Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).

Графическое представление прямолинейного движения
5 (100%) 1 vote[s]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *