Équation du mouvement avec accélération constante. Mouvement vers l'avant. Mouvement avec accélération constante

Équation du mouvement avec accélération constante.  Mouvement vers l'avant.  Mouvement avec accélération constante
Équation du mouvement avec accélération constante. Mouvement vers l'avant. Mouvement avec accélération constante

Dans cette leçon dont le thème est : « Équation du mouvement à accélération constante. Mouvement en avant », nous nous souviendrons de ce qu’est le mouvement, de ce qu’il se produit. Rappelons également ce qu'est l'accélération, considérons l'équation du mouvement à accélération constante et comment l'utiliser pour déterminer les coordonnées d'un corps en mouvement. Considérons un exemple de tâche de consolidation de matériel.

la tâche principale cinématique - déterminez la position du corps à tout moment. Le corps peut être au repos, sa position ne changera alors pas (voir Fig. 1).

Riz. 1. Corps au repos

Un corps peut se déplacer en ligne droite avec vitesse constante. Ensuite, son mouvement changera uniformément, c'est-à-dire également sur des périodes de temps égales (voir Fig. 2).

Riz. 2. Mouvement d'un corps lors d'un déplacement à vitesse constante

Mouvement, vitesse multipliée par le temps, nous sommes capables de faire cela depuis longtemps. Un corps peut se déplacer avec une accélération constante ; considérons un tel cas (voir Fig. 3).

Riz. 3. Mouvement du corps avec accélération constante

Accélération

L'accélération est le changement de vitesse par unité de temps(voir fig. 4) :

Riz. 4. Accélération

La vitesse est une quantité vectorielle, donc le changement de vitesse, c'est-à-dire la différence entre les vecteurs de la vitesse finale et initiale, est un vecteur. L'accélération est également un vecteur dirigé dans la même direction que le vecteur de différence de vitesse (voir Fig. 5).

Nous considérons un mouvement linéaire, nous pouvons donc sélectionner un axe de coordonnées le long de la ligne droite le long de laquelle le mouvement se produit, et considérer les projections des vecteurs vitesse et accélération sur cet axe :

Alors sa vitesse change uniformément : (si sa vitesse initiale était nulle). Comment trouver le déplacement maintenant ? Il est impossible de multiplier la vitesse par le temps : la vitesse changeait constamment ; lequel prendre ? Comment déterminer où se trouvera le corps lors d'un tel mouvement à tout moment - nous allons aujourd'hui résoudre ce problème.

Définissons immédiatement le modèle : nous considérons le mouvement de translation rectiligne d’un corps. Dans ce cas, on peut utiliser le modèle point matériel. L'accélération est dirigée le long de la même ligne droite le long de laquelle le point matériel se déplace (voir Fig. 6).

Mouvement vers l'avant

Le mouvement de translation est un mouvement dans lequel tous les points du corps se déplacent de manière égale : avec même vitesse, en effectuant le même mouvement (voir Fig. 7).

Riz. 7. Mouvement vers l'avant

Comment pourrait-il en être autrement ? Agitez la main et observez : il est clair que la paume et l'épaule ont bougé différemment. Regardez la grande roue : les points proches de l'axe bougent à peine, mais les cabines se déplacent à des vitesses différentes et selon des trajectoires différentes (voir Fig. 8).

Riz. 8. Mouvement des points sélectionnés sur la grande roue

Regardez une voiture en mouvement : si l'on ne prend pas en compte la rotation des roues et le mouvement des pièces du moteur, tous les points de la voiture se déplacent de la même manière, on considère que le mouvement de la voiture est translationnel (voir Fig. 9).

Riz. 9. Mouvement des voitures

Alors cela ne sert à rien de décrire le mouvement de chaque point, vous pouvez décrire le mouvement d’un seul. Nous considérons une voiture comme un point matériel. Veuillez noter que lors d'un mouvement de translation, la ligne reliant deux points quelconques du corps pendant le mouvement reste parallèle à elle-même (voir Fig. 10).

Riz. 10. Position de la ligne reliant deux points

La voiture a roulé tout droit pendant une heure. Au début de l'heure, sa vitesse était de 10 km/h et à la fin de 100 km/h (voir Fig. 11).

Riz. 11. Dessiner pour le problème

La vitesse variait uniformément. Combien de kilomètres la voiture a-t-elle parcouru ?

Analysons l'état du problème.

La vitesse de la voiture changeait uniformément, c'est-à-dire que son accélération était constante tout au long du trajet. L'accélération par définition est égale à :

La voiture roulait tout droit, on peut donc considérer son mouvement en projection sur un axe de coordonnées :

Trouvons le déplacement.

Exemple d'augmentation de la vitesse

Les noix sont placées sur la table, une noix par minute. C'est clair : peu importe le nombre de minutes qui s'écoulent, tant de noix apparaîtront sur la table. Imaginons maintenant que le taux de placement des noix augmente uniformément à partir de zéro : la première minute, aucune noix n'est placée, la deuxième minute, ils mettent une noix, puis deux, trois, et ainsi de suite. Combien de noix y aura-t-il sur la table après un certain temps ? Il est clair que c'est moins que si vitesse maximum toujours soutenu. De plus, on voit bien qu'il est 2 fois inférieur (voir Fig. 12).

Riz. 12. Nombre d'écrous à différentes vitesses de pose

C’est la même chose avec un mouvement uniformément accéléré : disons qu’au début la vitesse était nulle, mais à la fin elle devient égale (voir Fig. 13).

Riz. 13. Changer de vitesse

Si le corps se déplaçait constamment à une telle vitesse, son déplacement serait égal à , mais comme la vitesse augmentait uniformément, il serait 2 fois moindre.

On sait trouver le déplacement lors d'un mouvement UNIFORME : . Comment contourner ce problème ? Si la vitesse ne change pas beaucoup, le mouvement peut alors être considéré comme approximativement uniforme. Le changement de vitesse sera faible sur une courte période de temps (voir Fig. 14).

Riz. 14. Changer de vitesse

Par conséquent, nous divisons le temps de trajet T en N petits segments de durée (voir Fig. 15).

Riz. 15. Fractionner une période de temps

Calculons le déplacement à chaque intervalle de temps. La vitesse augmente à chaque intervalle de :

Sur chaque segment on considérera que le mouvement est uniforme et la vitesse approximativement égale à la vitesse initiale pour une période de temps donnée. Voyons si notre approximation conduira à une erreur si nous supposons que le mouvement est uniforme sur un court intervalle. L'erreur maximale sera :

et l'erreur totale pour tout le voyage -> . Pour un grand N, nous supposons que l’erreur est proche de zéro. Nous le verrons sur le graphique (voir Fig. 16) : il y aura une erreur à chaque intervalle, mais l'erreur totale pour suffisamment grandes quantités les intervalles seront négligeables.

Riz. 16. Erreur d'intervalle

Ainsi, chaque valeur de vitesse suivante est du même montant supérieure à la précédente. De l'algèbre, nous savons qu'il s'agit d'une progression arithmétique avec une différence de progression :

Le trajet dans les sections (à mouvement rectiligne uniforme (voir Fig. 17) est égal à :


Riz. 17. Prise en compte des zones de mouvement du corps

Sur la deuxième partie :

Sur n-ième section le chemin est :

Progression arithmétique

Progression arithmétiqueça s'appelle ça séquence de nombres, dans lequel chacun prochain numéro diffère du précédent du même montant. Une progression arithmétique est spécifiée par deux paramètres : le terme initial de la progression et la différence de la progression. Alors la séquence s’écrit ainsi :

Somme des premiers termes progression arithmétique calculé par la formule :

Résumons tous les chemins. Ce sera la somme des N premiers termes de la progression arithmétique :

Puisque nous avons divisé le mouvement en plusieurs intervalles, nous pouvons supposer qu’alors :

Nous avions beaucoup de formules, et pour ne pas nous tromper, nous n'avons pas écrit les indices x à chaque fois, mais avons tout considéré en projection sur l'axe des coordonnées.

Nous avons donc formule principale mouvement uniformément accéléré : mouvement à mouvement uniformément accéléré pour le temps T, que nous utiliserons, avec la définition de l'accélération (changement de vitesse par unité de temps), pour résoudre des problèmes :

Nous travaillions à résoudre un problème concernant une voiture. Remplaçons les chiffres dans la solution et obtenons la réponse : la voiture a parcouru 55,4 km.

Partie mathématique de la résolution du problème

Nous avons compris le mouvement. Comment déterminer les coordonnées d’un corps à tout moment ?

Par définition, le mouvement d'un corps dans le temps est un vecteur dont le début est au point initial du mouvement et la fin est au point final où se trouvera le corps après le temps. Nous devons trouver les coordonnées du corps, nous écrivons donc une expression pour la projection du déplacement sur l'axe des coordonnées (voir Fig. 18) :

Riz. 18. Projection de mouvement

Exprimons la coordonnée :

C'est-à-dire que la coordonnée du corps à un moment donné est égale à la coordonnée initiale plus la projection du mouvement effectué par le corps pendant le temps. Nous avons déjà trouvé la projection du déplacement lors d'un mouvement uniformément accéléré, il ne reste plus qu'à substituer et écrire :

C'est l'équation du mouvement à accélération constante. Il permet de connaître à tout moment les coordonnées d'un point matériel en mouvement. Il est clair que l'on choisit l'instant dans l'intervalle où le modèle fonctionne : l'accélération est constante, le mouvement est rectiligne.

Pourquoi l'équation du mouvement ne peut pas être utilisée pour trouver un chemin

Dans quels cas peut-on considérer le mouvement modulo égal à la trajectoire ? Lorsqu’un corps se déplace le long d’une ligne droite et ne change pas de direction. Par exemple, avec un mouvement rectiligne uniforme, nous ne définissons pas toujours clairement si nous trouvons la trajectoire ou le déplacement, ils coïncident toujours.

Avec un mouvement uniformément accéléré, la vitesse change. Si la vitesse et l'accélération sont dirigées dans des directions opposées (voir Fig. 19), alors le module de vitesse diminue et, à un moment donné, il deviendra égal à zéro et la vitesse changera de direction, c'est-à-dire que le corps commencera à se déplacer la direction opposée.

Riz. 19. Le module de vitesse diminue

Et puis, si dans ce moment fois que le corps est à une distance de 3 m du début de l'observation, alors son déplacement est égal à 3 m, mais si le corps a d'abord parcouru 5 m, puis s'est retourné et a parcouru encore 2 m, alors le chemin sera égal à 7 m. Et comment pouvez-vous le trouver si vous ne connaissez pas ces chiffres ? Il suffit de trouver le moment où la vitesse est nulle, c'est-à-dire où le corps se retourne, et de trouver le chemin vers et depuis ce point (voir Fig. 20).

Riz. 20. Le moment où la vitesse est 0

Bibliographie

  1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. Physique : Un ouvrage de référence avec des exemples de résolution de problèmes. - Répartition de la 2ème édition. - X. : Vesta : Maison d'édition Ranok, 2005. - 464 p.
  2. Landsberg G.S. Manuel de physique élémentaire ; v.1. Mécanique. Chaleur. Physique moléculaire - M. : Maison d'édition "Science", 1985.
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Devoirs

  1. Qu'est-ce qu'une progression arithmétique ?
  2. Quel type de mouvement est appelé translationnel ?
  3. Par quoi est caractérisée une grandeur vectorielle ?
  4. Écrivez la formule de l'accélération par un changement de vitesse.
  5. Quelle est la forme de l’équation du mouvement à accélération constante ?
  6. Le vecteur accélération est dirigé vers le mouvement du corps. Comment le corps va-t-il modifier sa vitesse ?

Pour un mouvement uniformément accéléré, les équations suivantes sont valides, que nous présentons sans dérivation :

Comme vous l'avez compris, la formule vectorielle de gauche et les deux formules scalaires de droite sont égales. Du point de vue de l'algèbre, les formules scalaires signifient qu'avec un mouvement uniformément accéléré, les projections de déplacement dépendent du temps selon une loi quadratique. Comparez cela avec la nature des projections de vitesses instantanées (voir § 12-h).

Sachant que  sx = x – xo  et  sy = y – yo  (voir § 12), à partir des deux formules scalaires de la colonne supérieure droite on obtient les équations pour les coordonnées :

Puisque l’accélération lors d’un mouvement uniformément accéléré d’un corps est constante, alors axes de coordonnées peut toujours être positionné de manière à ce que le vecteur accélération soit dirigé parallèlement à un axe, par exemple l'axe Y. Par conséquent, l'équation du mouvement le long de l'axe X sera sensiblement simplifiée :

x  =  xo + υox t  + (0) et y  =  yo + υoy t  + ½ ay t²

A noter que l'équation de gauche coïncide avec l'équation du mouvement rectiligne uniforme (voir § 12-g). Cela signifie qu’un mouvement uniformément accéléré peut « composer » à partir d’un mouvement uniforme le long d’un axe et d’un mouvement uniformément accéléré le long de l’autre. Ceci est confirmé par l'expérience du noyau sur un yacht (voir § 12-b).

Tâche. Les bras tendus, la jeune fille lança le ballon. Il s’est élevé de 80 cm et est rapidement tombé aux pieds de la jeune fille, volant de 180 cm. À quelle vitesse le ballon a-t-il été lancé et quelle vitesse avait-il lorsqu'il a touché le sol ?

Mettons au carré les deux côtés de l'équation de projection de la vitesse instantanée sur l'axe Y : υy = υoy + ay t (voir § 12). On obtient l'égalité :

υy²  = ( υoy + ay t )²  = υoy² + 2 υoy ay t + ay² t²

Retirons entre parenthèses le facteur 2 ay uniquement pour les deux termes de droite :

υy²  = υoy² + 2 ay ( υoy t + ½ ay t² )

A noter qu'entre parenthèses on obtient la formule de calcul de la projection de déplacement :  sy = υoy t + ½ ay t². En le remplaçant par sy, on obtient :

Solution. Faisons un dessin : dirigez l'axe Y vers le haut, et placez l'origine des coordonnées au sol aux pieds de la fille. Appliquons la formule que nous avons dérivée pour le carré de la projection de la vitesse, d’abord au point haut de la montée de la balle :

0 = υoy² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υoy = ±√¯2gh = +4 m/s

Ensuite, lorsque vous commencez à vous déplacer du haut vers le bas :

υy² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υy = ±√¯2gh = –6 m/s

Réponse : la balle a été lancée vers le haut à une vitesse de 4 m/s, et au moment de l'atterrissage, elle avait une vitesse de 6 m/s, dirigée contre l'axe Y.

Note. Nous espérons que vous comprenez que la formule de projection au carré de la vitesse instantanée sera correcte par analogie pour l'axe X :

Si le mouvement est unidimensionnel, c’est-à-dire s’il se produit uniquement le long d’un seul axe, vous pouvez utiliser l’une ou l’autre des deux formules du cadre.

§ 12. Mouvement avec accélération constante

Pour un mouvement uniformément accéléré, les équations suivantes sont valides, que nous présentons sans dérivation :

Comme vous l'avez compris, la formule vectorielle de gauche et les deux formules scalaires de droite sont égales. D'un point de vue algébrique, les formules scalaires signifient que avec un mouvement uniformément accéléré, les projections de déplacement dépendent du temps selon une loi quadratique. Comparez cela avec la nature des projections de vitesses instantanées (voir § 12-h).

Sachant que   s x = x – x o  Et    s y = y – y o  (voir § 12), à partir des deux formules scalaires de la colonne supérieure droite on obtient équations pour les coordonnées :

Étant donné que l'accélération lors du mouvement uniformément accéléré d'un corps est constante, les axes de coordonnées peuvent toujours être positionnés de manière à ce que le vecteur d'accélération soit dirigé parallèlement à un axe, par exemple l'axe Y. Par conséquent, l'équation du mouvement le long de l'axe X sera. sensiblement simplifié:

x  = x o + υ bœuf  t  + (0) Et y  = y o + υ oy  t  + ½ a y  t²

A noter que l'équation de gauche coïncide avec l'équation du mouvement rectiligne uniforme (voir § 12-g). Cela signifie que Un mouvement uniformément accéléré peut « composer » à partir d’un mouvement uniforme le long d’un axe et d’un mouvement uniformément accéléré le long de l’autre. Ceci est confirmé par l'expérience du noyau sur un yacht (voir § 12-b).

Tâche. Les bras tendus, la jeune fille lança le ballon. Il s’est élevé de 80 cm et est rapidement tombé aux pieds de la jeune fille, volant de 180 cm. À quelle vitesse le ballon a-t-il été lancé et quelle vitesse avait-il lorsqu'il a touché le sol ?

Mettons au carré les deux côtés de l'équation pour projeter la vitesse instantanée sur l'axe Y : υ y  =  υ oy + a y  t (voir § 12). On obtient l'égalité :

υ y ²  = ( υ oy + a y  t )²  =  υ oy ² + 2 υ oy  a y  t + a y ² t²

Sortons le facteur des parenthèses   2 par an   uniquement pour les deux termes de droite :

υ y ²  =  υ oy ² + 2 a y  ( υ oy  t + ½ a y  t² )

A noter qu'entre parenthèses on obtient la formule de calcul de la projection de déplacement :   s y = υ oy  t + ½ a y  t². Le remplacer par s y, on a:

Solution. Faisons un dessin : dirigez l'axe Y vers le haut, et placez l'origine des coordonnées au sol aux pieds de la fille. Appliquons la formule que nous avons dérivée pour le carré de la projection de la vitesse, d’abord au point culminant de la montée de la balle :

0 = υ oy ² + 2·(–g)·(+h) ⇒ υ oy = ±√¯2gh = +4 m/s

Ensuite, lorsque vous commencez à vous déplacer du haut vers le bas :

υ y² = 0 + 2·(–g)·(–H) ⇒ υ y = ±√¯2gh = –6 m/s

Répondre: la balle était lancée vers le haut avec une vitesse de 4 m/s, et au moment de l'atterrissage elle avait une vitesse de 6 m/s, dirigée contre l'axe Y.

Note. Nous espérons que vous comprenez que la formule du carré de la projection de la vitesse instantanée sera correcte par analogie pour l'axe X.

Plan de cours sur le thème « Vitesse lors d'un mouvement linéaire avec accélération constante »

date :

Sujet: "Vitesse lors d'un mouvement en ligne droite avec une accélération constante"

Objectifs:

Éducatif : Assurer et former une assimilation consciente des connaissances sur la vitesse lors d'un mouvement en ligne droite avec une accélération constante ;

Du développement : Continuez à développer vos compétences en matière d’activité indépendante et vos compétences en matière de travail en groupe.

Éducatif : Forme intérêt cognitifà de nouvelles connaissances; développer une discipline comportementale.

Type de cours : leçon d'apprentissage de nouvelles connaissances

Équipements et sources d'information :

    Isachenkova, L. A. Physique : manuel. pour la 9ème année. institutions publiques moy. éducation avec le russe langue formation / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, A. A. Sokolsky ; édité par A.A. Sokolsky. Minsk : Narodnaïa Asveta, 2015

    Isachenkova, L. A. Recueil de problèmes de physique. 9e année : un manuel pour les étudiants des établissements généraux. moy. éducation avec le russe langue formation / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, V. V. Dorofeychik. Minsk : Aversev, 2016, 2017.

Structure de la leçon :

    Moment d'organisation (5 min)

    Mise à jour des connaissances de base (5 min)

    Apprendre du nouveau matériel (15 min)

    Séance d'éducation physique (2 min)

    Consolidation des connaissances (13min)

    Résumé de la leçon (5 min)

    Organisation du temps

Bonjour asseyez vous! (Vérification des personnes présentes).Aujourd'hui, dans la leçon, nous devons comprendre la vitesse d'un mouvement linéaire avec une accélération constante. Et cela signifie queSujet de la leçon : Vitesse lors d'un mouvement en ligne droite avec une accélération constante

    Actualisation des connaissances de référence

Le plus simple de tous les mouvements inégaux - mouvement rectiligne avec accélération constante. C'est ce qu'on appelle également variable.

Comment la vitesse d’un corps change-t-elle lors d’un mouvement uniforme ?

    Apprendre du nouveau matériel

Considérons le mouvement d'une bille d'acier le long d'une goulotte inclinée. L'expérience montre que son accélération est quasi constante :

Laisser V moment du temps t = 0 la balle avait une vitesse initiale (Fig. 83).

Comment trouver la dépendance de la vitesse de la balle au temps ?

Accélération de la balleUN = . Dans notre exempleΔt = t , Δ - . Moyens,

,

Lors d'un déplacement avec une accélération constante, la vitesse d'un corps dépend linéairement de temps.

Des égalités ( 1 ) et (2) les formules pour les projections sont les suivantes :

Créons des graphiques de dépendancesun X ( t ) Et v X ( t ) (riz. 84, un B).

Riz. 84

D'après la figure 83UN X = UN > 0, = v 0 > 0.

Alors dépendances un X ( t ) correspond à l'horaire1 (voir Fig. 84, UN). Cedroite parallèle à l’axe du temps. Dépendancesv X ( t ) correspond à l'horaire, décrivant une augmentation de la projectionsko grandir (voir fig. 84, b). Il est clair qu'il granditmodulevitesse. La balle bougeuniformément accélérée.

Considérons le deuxième exemple (Fig. 85). Maintenant, la vitesse initiale de la balle est dirigée vers le haut le long de la rainure. En montant, le ballon perdra progressivement de la vitesse. À ce pointUN Il surle moment s'arrêtera etva commencerglisse vers le bas. Arrêt completUN appelétournant.

Selon dessin 85 UN X = - un< 0, = v 0 > 0, et les formules (3) et (4) correspondent aux graphiques2 Et 2" (cm. riz. 84, UN , b).

Calendrier 2" montre qu'au début, alors que la balle se déplaçait vers le haut, la projection de la vitessev X était positif. Il a diminué en même tempst= est devenu égal à zéro. En ce moment, le ballon a atteint le tournantUN (voir fig. 85). À ce stade, la direction de la vitesse de la balle a changé dans le sens opposé et àt> la projection de vitesse est devenue négative.

Du graphique 2" (voir Fig. 84, b) il est également clair qu'avant le moment de rotation, le module de vitesse a diminué - la balle s'est déplacée vers le haut à une vitesse égale. Àt > t n le module de vitesse augmente - la balle descend uniformément accélérée.

Construisez vos propres graphiques du module de vitesse en fonction du temps pour les deux exemples.

Quelles autres lois du mouvement uniforme faut-il connaître ?

Au § 8 nous avons prouvé que pour un mouvement rectiligne uniforme l'aire de la figure entre le graphiquev X et l'axe du temps (voir Fig. 57) est numériquement égal à la projection de déplacement Δr X . On peut prouver que cette règle s'applique également à mouvement irrégulier. Alors, selon la figure 86, la projection de déplacement Δr X avec un mouvement uniformément alterné est déterminé par l'aire du trapèzeA B C D . Cette aire est égale à la moitié de la somme des basestrapèze multiplié par sa hauteurANNONCE .

Par conséquent:

Puisque la valeur moyenne de la projection de vitesse de la formule (5)

suit :

En conduisant Avecaccélération constante, la relation (6) est satisfaite non seulement pour la projection, mais aussi pour les vecteurs vitesses :

La vitesse moyenne de déplacement à accélération constante est égale à la moitié de la somme des vitesses initiale et finale.

Les formules (5), (6) et (7) ne peuvent pas être utiliséesPour mouvement Avecaccélération incohérente. Cela peut mener àÀ des erreurs grossières.

    Consolidation des connaissances

Regardons un exemple de résolution du problème de la page 57 :

La voiture roulait à une vitesse dont le module = 72. Voyant un feu rouge, le conducteur sur le tronçon routiers= 50 m vitesse uniformément réduite à = 18 . Déterminez la nature du mouvement de la voiture. Trouvez la direction et l'ampleur de l'accélération avec laquelle la voiture s'est déplacée lors du freinage.

Donné : Reshe tion :

72 = 20 Le mouvement de la voiture était uniformément lent. Usko-

conduite de voituredirection opposée

18 = 5 vitesse de son déplacement.

Module d'accélération :

s= 50 m

Temps de freinage :

UN - ? Δ t =

Alors

Répondre:

    Résumé de la leçon

    En conduisant AvecA accélération constante, la vitesse dépend linéairement du temps.

    Dans un mouvement uniformément accéléré, les directions de la vitesse et de l'accélération instantanées coïncident ; dans un mouvement uniformément lent, elles sont opposées.

    Vitesse de conduite moyenneAvecl'accélération constante est égale à la moitié de la somme des vitesses initiale et finale.

Organisation devoirs

§ 12, ex. 7 n°1, 5

Réflexion.

Continuez les phrases :

    Aujourd'hui, en classe, j'ai appris...

    C'etait intéressant…

    Les connaissances que j'ai acquises dans la leçon seront utiles

Mouvement. Chaleur Kitaygorodsky Alexandre Isaakovich

Mouvement rectiligne avec accélération constante

Un tel mouvement se produit, selon la loi de Newton, lorsqu'une force constante agit sur le corps, le poussant ou le freinant.

Bien que cela ne soit pas tout à fait exact, de telles conditions se produisent assez souvent : une voiture roulant avec le moteur éteint est freinée sous l'action d'une force de frottement à peu près constante, un objet lourd tombe d'une hauteur sous l'influence d'une gravité constante.

Connaissant l'ampleur de la force résultante, ainsi que la masse du corps, nous trouverons par la formule un = F/m valeur d'accélération. Parce que

t– le temps de déplacement, v– finale, et v 0 est la vitesse initiale, alors à l'aide de cette formule vous pouvez répondre à un certain nombre de questions de la nature suivante : combien de temps faudra-t-il au train pour s'arrêter si la force de freinage, la masse du train et la vitesse initiale sont connues ? À quelle vitesse la voiture accélérera-t-elle si la puissance du moteur, la force de résistance, la masse de la voiture et le temps d'accélération sont connus ?

Nous souhaitons souvent connaître la longueur du trajet parcouru par un corps en mouvement uniformément accéléré. Si le mouvement est uniforme, alors la distance parcourue se trouve en multipliant la vitesse de déplacement par le temps de déplacement. Si le mouvement est uniformément accéléré, alors la distance parcourue est calculée comme si le corps bougeait en même temps. t uniformément à une vitesse égale à la moitié de la somme des vitesses initiale et finale :

Ainsi, avec un mouvement uniformément accéléré (ou lent), le chemin parcouru par le corps est égal au produit de la moitié de la somme des vitesses initiale et finale et du temps de mouvement. La même distance serait parcourue en même temps si Mouvement uniformeà vitesse (1/2)( v 0 + v). En ce sens, environ (1/2)( v 0 + v) on peut dire que c'est vitesse moyenne mouvement uniformément accéléré.

Il est utile de créer une formule qui montrerait la dépendance de la distance parcourue sur l'accélération. Remplacement v = v 0 + à dans la dernière formule, on trouve :

ou, si le mouvement se produit sans vitesse initiale,

Si un corps parcourt 5 m en une seconde, alors en deux secondes il parcourra (4,5) m, en trois secondes - (9,5) m, etc. La distance parcourue augmente proportionnellement au carré du temps.

Selon cette loi, un corps lourd tombe de haut. L'accélération pendant la chute libre est g, et la formule prend la forme suivante :

Si t remplacer en quelques secondes.

Si un corps pouvait tomber sans interférence pendant seulement 100 secondes, il aurait parcouru une distance énorme depuis le début de la chute – environ 50 km. Dans ce cas, au cours des 10 premières secondes, seul (1/2) km sera parcouru - c'est ce que signifie un mouvement accéléré.

Mais quelle vitesse un corps va-t-il développer en tombant d’une hauteur donnée ? Pour répondre à cette question, nous aurons besoin de formules reliant la distance parcourue à l'accélération et à la vitesse. Remplacer dans S = (1/2)(v 0 + v)t valeur du temps de mouvement t = (v ? v 0)/un, on a:

ou, si la vitesse initiale est nulle,

Dix mètres, c'est la hauteur d'une petite maison à deux ou trois étages. Pourquoi est-il dangereux de sauter sur Terre depuis le toit d'une telle maison ? Un simple calcul montre que la vitesse chute libre atteindra la valeur v= carré(2·9,8·10) m/s = 14 m/s ? 50 km/h, mais c'est une vitesse de citadine.

La résistance de l’air ne réduira pas beaucoup cette vitesse.

Les formules que nous avons dérivées sont utilisées pour la plupart divers calculs. Utilisons-les pour voir comment le mouvement se produit sur la Lune.

Le roman de Wells, Les premiers hommes sur la lune, raconte les surprises vécues par les voyageurs lors de leurs excursions fantastiques. Sur la Lune, l’accélération de la gravité est environ 6 fois moindre que sur Terre. Si sur Terre un corps en chute parcourt 5 m dans la première seconde, alors sur la Lune, il « flottera » sur seulement 80 cm (l'accélération est d'environ 1,6 m/s2).

Sauter d'une hauteur h le temps dure t= carré (2 h/g). Puisque l'accélération lunaire est 6 fois inférieure à celle de la Terre, alors sur la Lune vous aurez besoin de sqrt(6) ? 2,45 fois plus longtemps. Combien de fois la vitesse de saut finale diminue-t-elle ( v= carré (2 gh))?

Sur la Lune, vous pouvez sauter en toute sécurité du toit d'un immeuble de trois étages. La hauteur d'un saut effectué avec la même vitesse initiale augmente six fois (formule h = v 2 /(2g)). Un enfant sera capable de faire un saut qui dépasse le record terrestre.

Extrait du livre Physique : Mécanique paradoxale en questions et réponses auteur Goulia Nourbey Vladimirovitch

4. Mouvement et force

Du livre Livre le plus récent faits. Tome 3 [Physique, chimie et technologie. Histoire et archéologie. Divers] auteur Kondrashov Anatoly Pavlovitch

Extrait du livre Théorie de l'Univers par Éternus

Extrait du livre Intéressant pour l'astronomie auteur Tomilin Anatoly Nikolaïevitch

9. Mouvement de la Lune La Lune tourne autour de la Terre avec une période de 27 jours 7 heures 43 minutes et 11,5 secondes. Cette période est appelée le mois sidéral. La Lune tourne autour de son propre axe exactement à la même période. Il est donc clair que nous sommes constamment adressés

Extrait du livre Evolution de la physique auteur Einstein Albert

L'éther et le mouvement Le principe de relativité de Galilée s'applique aux phénomènes mécaniques. Dans tout systèmes inertiels se déplaçant les uns par rapport aux autres, les mêmes lois de la mécanique s'appliquent. Ce principe est-il également valable pour les phénomènes non mécaniques, notamment ceux

Extrait du livre La physique à chaque étape auteur Perelman Yakov Isidorovitch

Mouvement en cercle Ouvrez le parapluie, posez son extrémité sur le sol, faites-le tourner et lancez-y une balle, du papier froissé, un mouchoir - en général, tout ce qui est léger et incassable. Quelque chose d’inattendu va vous arriver. Le parapluie ne semble pas vouloir accepter de cadeau : une balle ou une boule de papier

Extrait du livre Mouvement. Chaleur auteur Kitaïgorodski Alexandre Isaakovitch

Le mouvement est relatif La loi de l'inertie nous amène à la conclusion sur la multiplicité des systèmes inertiels. Non pas un, mais de nombreux systèmes de référence excluent les mouvements « sans cause », alors un autre sera immédiatement trouvé, se déplaçant en translation (). sans

Extrait du livre Systèmes du Monde (des anciens à Newton) auteur Gurev Grigori Abramovitch

Mouvement en cercle Si un point se déplace en cercle, alors le mouvement est accéléré, ne serait-ce que parce qu'à chaque instant la vitesse change de direction. La vitesse peut rester inchangée en ampleur, et nous nous concentrerons sur cela

Du livre 1. Science moderne sur la nature, les lois de la mécanique auteur Feynman Richard Phillips

Mouvement du jet Une personne se déplace en poussant sur le sol ; le bateau flotte parce que les rameurs poussent hors de l'eau avec leurs rames ; Le bateau à moteur pousse également hors de l'eau, non pas avec des rames, mais avec des hélices. Un train roulant sur des rails et une voiture poussent également du sol -

Extrait du livre Faraday. Induction électromagnétique[La science haute tension] auteur Château Sergio Rarra

VI. Mouvement des corps rigides Moment de force Essayez de faire tourner un volant lourd avec votre main. Tirez le rayon. Ce sera difficile pour vous si vous attrapez votre main trop près de l'essieu. Déplacez votre main vers le bord et les choses iront plus facilement. Qu'est-ce qui a changé ? Après tout, la force dans les deux cas

Extrait du livre de l'auteur

À quoi ressemble le mouvement thermique Les interactions entre molécules peuvent être plus ou moins importantes dans la « vie » des molécules. Les trois états de la matière – gazeux, liquide et solide – diffèrent les uns des autres par le rôle que l'interaction y joue.

Extrait du livre de l'auteur

TRANSFORMER L'ÉLECTRICITÉ EN MOUVEMENT Faraday a remarqué un petit détail dans les expériences d'Oersted qui semblait contenir la clé pour comprendre le problème. Il a deviné que c'était le magnétisme. courant électrique incline toujours l’aiguille de la boussole dans une direction. Par exemple, si