Равномерное прямолинейное движение и его скорость.

Движение, при котором тело проходит за любые равные промежутки времени одинаковые пути, называется равномерным.

Например, на длинном ровном перегоне поезд движется равномерно; удары колес о стыки рельсов слышны через равные промежутки времени; километровые столбы (или телеграфные столбы, устанавливаемые примерно на равных расстояниях друг от друга) проходят мимо окна также через одинаковые промежутки времени. Равномерно движется автомобиль на прямом участке пути при неизменной работе мотора, конькобежец или бегун на середине дистанции. Другими примерами равномерного движения могут служить падение капель дождя, всплывание мелких пузырьков газа в стакане газированной воды, падение парашютиста с раскрытым парашютом и т. д.

Скоростью равномерного движения называют отношение пути, пройденного телом, к промежутку времени, за который этот путь пройден:

Таким образом, при равномерном движении тела скорость — постоянная величина, характеризующая данное движение на любом участке пути и за любой промежуток времени. Скорость будем обозначать буквой v.

За единицу скорости принимается такая скорость, при которой точка проходит при равномерном движении путь в 1 м за 1 секунду, обозначается м/с.

Скорость – векторная величина (имеет направление). Величины, которые характеризуются числовым значением и направлением в пространстве, называются векторами. Таким образом, перемещение, скорость и ускорение — векторы. Числовое значение вектора называется модулем. Модуль вектора всегда положительный. На чертежах вектор изображают в виде прямолинейного отрезка со стрелкой на конце. Длина отрезка определяет в заданном масштабе модуль вектора, а стрелка указывает направление вектора. Знак величины позволяет судить, в каком из двух направлений — «по x» или «против x» — движется тело. Это оказывается удобным (в случае прямолинейного движения можно условно говорить о положительных и отрицательных скоростях).

Как перевести км/ч в м/с и наоборот?

Например,

50 км/ч перевести в м/с

1 км = 1000 метров

1 час = 60 минут = 3600 секунд

Подставим эти данные:

Значит, 50 км/ч =13,(88) м/с

Обратная задача – выразить м/с в км/ч

14 м = 14/1000 км

1с = 1/3600 ч

Подставим эти данные:

Значит, 14 м/с = 50,4 км/ч

Запомните число 3,6 и в зависимости от условия используйте:

м/с * 3,6 = км/ч

км/ч : 3,6 = м/с

Задачи:

В подрывной технике для взрыва шпуров (скважин с заложенной в них взрывчаткой) употребляют особый, сгорающий с небольшой скоростью шнур — «бикфордов шнур». Какой длины шнур надо взять, чтобы успеть, после того как он зажжен, отбежать на расстояние 150 м? Скорость бега равна 5 м/с, а пламя по бикфордову шнуру проходит 1 м за 2 мин.

Решение:

S = 150 м

V = 5 м/с

t = S/v = 150 м : 5 м/с = 30 с

пламя проходит 1 м за 2 мин = 120 с, время в 4 раза больше, значит надо взять длину шнура, равную 1м/4=0,25 м

Ответ: 0,25 м.

   Мальчик ростом 1,5 м бежит со скоростью 3 м/с по прямой, проходящей под фонарем, висящим на высоте 3 м. Покажите, что тень его головы движется равномерно, и найдите скорость этого движения.

Решение:

По условию задачи, рост мальчика равен половине длины столба, т.е.

СН = ½ АС

Мальчик движется равномерно по прямой СВ и за промежуток времени t пробегает расстояние S со скоростью 3 м/с. Свет фонаря – отрезок АВ, тень мальчика находится в точке В.  Т.е. тень за это же время t пробегает расстояние 2S. Почему? Рассмотрим чертеж, треугольник АВС – прямоугольный.

НН₁ – путь, который пробегает мальчик за время t, является средней линией треугольника АВС, т.к. по условию задачи  СН = ½ АС.

СВ – путь, который пробегает тень мальчика за время t, этот путь равен 2НН₁ (средняя линия треугольника равна половине параллельной стороны).

V_м =S/t  = 3м/с

V_т =2S/t = 6 м/с

Ответ: 6 м/с.

Уравнение равномерного движения.

Зная скорость v равномерного движения, можно найти путь, пройденный за любой промежуток времени t, по формуле

S =Vt

Эта формула показывает, что при равномерном движении пройденный путь возрастает пропорционально времени.

Путь прямо пропорционален времени.

Из этой же формулы видно, что при равномерном движении скорость численно равна пути, пройденному за единицу времени.