Забрзување- физичка векторска величина која карактеризира колку брзо тело (материјална точка) ја менува брзината на неговото движење. Забрзувањето е важна кинематичка карактеристика на материјалната точка.
Наједноставниот тип на движење е еднолично движење по права линија, кога брзината на телото е константна и телото го поминува истиот пат во кои било еднакви временски интервали.
Но, повеќето движења се нерамномерни. Во некои области брзината на телото е поголема, во други помала. Како што автомобилот почнува да се движи, тој се движи побрзо и побрзо. а при запирање се успорува.
Забрзувањето ја карактеризира стапката на промена на брзината. Ако, на пример, забрзувањето на телото е 5 m/s 2, тогаш тоа значи дека за секоја секунда брзината на телото се менува за 5 m/s, односно 5 пати побрзо отколку со забрзување од 1 m/s 2 .
Ако брзината на телото за време на нерамномерно движење се менува подеднакво во кои било еднакви временски периоди, тогаш движењето се нарекува подеднакво забрзано.
Единицата за забрзување SI е забрзувањето при кое за секоја секунда брзината на телото се менува за 1 m/s, односно метар во секунда во секунда. Оваа единица е означена 1 m/s2 и се нарекува „метар во секунда на квадрат“.
Како и брзината, забрзувањето на телото се карактеризира не само по неговата нумеричка вредност, туку и по неговата насока. Ова значи дека забрзувањето е исто така векторска големина. Затоа, на сликите е прикажана како стрелка.
Ако брзината на телото при рамномерно забрзано линеарно движење се зголемува, тогаш забрзувањето е насочено во иста насока како брзината (сл. а); ако брзината на телото се намалува при дадено движење, тогаш забрзувањето е насочено во спротивна насока (сл. б).
Просечно и моментално забрзување
Просечното забрзување на материјална точка во одреден временски период е односот на промената на нејзината брзина што се случила во ова време до времетраењето на овој интервал:
\(\lt\vec a\gt = \dfrac (\Delta \vec v) (\Delta t) \)
Моменталното забрзување на материјална точка во одреден момент во времето е границата на неговото просечно забрзување на \(\Делта t \до 0\) . Имајќи ја предвид дефиницијата за изводот на функцијата, моменталното забрзување може да се дефинира како извод на брзината во однос на времето:
\(\vec a = \dfrac (d\vec v) (dt) \)
Тангенцијално и нормално забрзување
Ако ја запишеме брзината како \(\vec v = v\hat \tau \) , каде што \(\hat \tau \) е единица единица на тангентата на траекторијата на движење, тогаш (во дводимензионална координата систем):
\(\vec a = \dfrac (d(v\hat \tau)) (dt) = \)
\(= \dfrac (dv) (dt) \hat \tau + \dfrac (d\hat \tau) (dt) v =\)
\(= \dfrac (dv) (dt) \hat \tau + \dfrac (d(\cos\theta\vec i + sin\theta \vec j)) (dt) v =\)
\(= \dfrac (dv) (dt) \hat \tau + (-sin\theta \dfrac (d\theta) (dt) \vec i + cos\theta \dfrac (d\theta) (dt) \vec ѕ)) v\)
\(= \dfrac (dv) (dt) \hat \tau + \dfrac (d\theta) (dt) v \hat n \),
каде \(\theta \) е аголот помеѓу векторот на брзина и оската x; \(\hat n \) - единица единица нормална на брзината.
Така,
\(\vec a = \vec a_(\tau) + \vec a_n \),
Каде \(\vec a_(\tau) = \dfrac (dv) (dt) \hat \tau \)- тангенцијално забрзување, \(\vec a_n = \dfrac (d\theta) (dt) v \hat n \)- нормално забрзување.
Имајќи предвид дека векторот на брзината е насочен тангента на траекторијата на движење, тогаш \(\hat n \) е единица единица на нормалата на траекторијата на движење, која е насочена кон центарот на заобленоста на траекторијата. Така, нормалното забрзување е насочено кон центарот на искривување на траекторијата, додека тангенцијалното забрзување е тангенцијално на него. Тангенцијалното забрзување ја карактеризира стапката на промена на големината на брзината, додека нормалното забрзување ја карактеризира брзината на промена во нејзината насока.
Движењето по крива траекторија во секој момент од времето може да се претстави како ротација околу центарот на закривеноста на траекторијата со аголна брзина \(\omega = \dfrac v r\) , каде што r е радиусот на искривување на траекторијата. Во овој случај
\(a_(n) = \омега v = (\омега)^2 r = \dfrac (v^2) r \)
Мерење на забрзување
Забрзувањето се мери во метри (поделено) во секунда до втората моќност (m/s2). Големината на забрзувањето одредува колку брзината на телото ќе се менува по единица време ако постојано се движи со такво забрзување. На пример, тело кое се движи со забрзување од 1 m/s 2 ја менува својата брзина за 1 m/s секоја секунда.
Единици за забрзување
- метар во секунда квадрат, m/s², единица изведена од SI
- сантиметар во секунда квадрат, cm/s², изведена единица на GHS системот
За да извршите пресметки, мора да овозможите ActiveX контроли!
Ако моменталната брзина на телото што се движи се зголемува, тогаш движењето се нарекува забрзано; ако моменталната брзина се намали, тогаш движењето се нарекува бавно.
Брзината во различни нерамни движења се менува различно. На пример, товарен воз, кој ја напушта станицата, се движи со забрзано темпо; на истегнување - понекогаш забрзано, понекогаш рамномерно, понекогаш бавно; приближувајќи се до станицата, тој се движи полека. И патничкиот воз се движи нерамномерно, но неговата брзина се менува побрзо од онаа на товарниот воз. Брзината на куршум во отворот на пушката се зголемува од нула до стотици метри во секунда за неколку илјадити делови од секундата; кога удира во пречка, брзината на куршумот многу брзо се намалува на нула. Кога ракетата полетува, нејзината брзина на почетокот полека се зголемува, а потоа се повеќе и побрзо.
Меѓу различните забрзани движења, постојат движења во кои моменталната брзина за кои било еднакви временски периоди се зголемува за иста количина. Таквите движења се нарекуваат рамномерно забрзани. Топката што почнува да се тркала по наклонета рамнина или почнува слободно да паѓа на Земјата, се движи со подеднакво забрзување. Забележете дека подеднакво забрзаната природа на ова движење е нарушена од триење и отпор на воздухот, што засега нема да ги земеме предвид.
Колку е поголем аголот на наклон на рамнината, толку побрзо се зголемува брзината на тркалањето на топката по него. Брзината на топката што слободно паѓа се зголемува уште побрзо (за околу 10 m/s за секоја секунда). За подеднакво забрзано движење, можно е квантитативно да се карактеризира промената на брзината со текот на времето со воведување на нова физичка големина - забрзување.
Во случај на рамномерно забрзано движење, забрзувањето е односот на зголемувањето на брзината до временскиот период во кој се случило ова зголемување:
Забрзувањето ќе го означиме со буквата . Споредувајќи се со соодветниот израз од § 9, можеме да кажеме дека забрзувањето е стапката на промена на брзината.
Да претпоставиме дека во моментот брзината била , и во моментот станала еднаква, така што со текот на времето зголемувањето на брзината е . Ова значи забрзување
(16.1)
Од дефиницијата за рамномерно забрзано движење произлегува дека оваа формула ќе го даде истото забрзување, без разлика кој временски период ќе го изберете. Оттука, исто така, јасно е дека со рамномерно забрзано движење, забрзувањето е нумерички еднакво на зголемувањето на брзината по единица време. Единицата за забрзување SI е метар во секунда на квадрат (m/s2), т.е. метар во секунда во секунда.
Ако патеката и времето се мерат во други единици, тогаш за забрзување потребно е да се земат соодветните мерни единици. Без разлика во какви единици се изразени патеката и времето, во ознаката на единицата за забрзување единицата за должина е во броителот, а квадратот на единицата време е во именителот. Правилото за движење кон други единици за должина и време за забрзување е слично на правилото за брзини (§11). На пример,
1 cm/s^2=36 m/min^2.
Ако движењето не е подеднакво забрзано, тогаш можеме да го воведеме, користејќи ја истата формула (16.1), концептот на просечно забрзување. Ја карактеризира промената на брзината во одреден временски период долж делот од рутата опфатена во овој временски период. На поединечни сегменти од овој дел, просечното забрзување може да има различни вредности (сп. она што беше кажано во § 14).
Ако избереме толку мали временски интервали што во секој од нив просечното забрзување останува практично непроменето, тогаш тоа ќе ја карактеризира промената на брзината во кој било дел од овој интервал. Забрзувањето пронајдено на овој начин се нарекува моментално забрзување (обично се испушта зборот „моментно“, сп. § 15). При рамномерно забрзано движење, моменталното забрзување е константно и еднакво на просечното забрзување во кој било временски период.
„Кулната физика“ се пресели од „луѓето“!
„Кул физика“ е страница за оние кои ја сакаат физиката, се учат себеси и ги учат другите.
„Кул физика“ е секогаш во близина!
Интересни материјали за физика за ученици, наставници и сите љубопитни луѓе.
Оригиналната страница „Кул физика“ (class-fizika.narod.ru) е вклучена во изданијата на каталогот од 2006 година „Образовни интернет ресурси за основно општо и средно (целосно) општо образование“, одобрено од Министерството за образование и наука на Руската Федерација, Москва.
Читајте, учете, истражувајте!
Светот на физиката е интересен и фасцинантен, ги поканува сите љубопитни да патуваат низ страниците на веб-страницата Cool Physics.
И за почеток, визуелна мапа на физиката која покажува од каде доаѓаат и како се поврзани различни области од физиката, што учат и за што се потребни.
Картата на физиката е создадена врз основа на видеото „Мапата на физиката“ од Доминик Вилиман од каналот Домен на наука.
Физика и тајните на уметниците
Тајните на мумиите на фараоните и пронајдоците на Ребрант, фалсификати на ремек-дела и тајните на папирусите на Стариот Египет - уметноста крие многу тајни, но современите физичари, со помош на нови методи и инструменти, наоѓаат објаснувања за се зголемува бројот на неверојатни тајни од минатото......... прочитајте
АБЦ на физиката
Семоќно триење
Го има насекаде, но каде можете да одите без него?
Но, тука се три асистенти херои: графит, молибденит и тефлон. Овие неверојатни супстанции, кои имаат многу висока подвижност на честичките, моментално се користат како одлични цврсти лубриканти......... прочитајте
Аеронаутика
„Значи тие се издигнуваат до ѕвездите! - испишано на грбот на основачите на аеронаутиката, браќата Монтголфие.
Познатиот писател Жил Верн само 24 минути летал во балон со топол воздух, но тоа му помогнало да создаде фасцинантни уметнички дела......... прочитајте
Парни мотори
„Овој моќен џин беше висок три метри: џинот лесно повлече комбе со пет патници. На главата на Steam Man имаше цевка за оџак од која се излеваше густ црн чад... сè, дури и неговото лице, беше направено од железо, а сето тоа постојано мелеше и татнеше...“ За кого станува збор? За кого се овие пофалби? ......... прочитај
Тајните на магнетот
Талес од Милет го обдарил со душа, Платон го споредил со поет, Орфеј го нашол како младоженец... За време на ренесансата, магнетот се сметал за одраз на небото и бил заслужен за способноста да го свитка просторот. Јапонците веруваа дека магнетот е сила која ќе помогне да се сврти среќата кон вас......... прочитајте
Од другата страна на огледалото
Дали знаете колку интересни откритија може да донесе „преку стаклото“? Сликата на вашето лице во огледалото има заменети десната и левата половина. Но, лицата ретко се целосно симетрични, па другите ве гледаат сосема поинаку. Дали сте размислувале за ова? ......... прочитај
Тајните на заедничкиот врв
„Сфаќањето дека чудото е блиску до нас доаѓа предоцна“. - А. Блок.
Дали знаевте дека Малајците можат фасцинирано да го гледаат вртењето со часови? Сепак, потребна е значителна вештина за правилно вртење, бидејќи тежината на малезискиот врв може да достигне неколку килограми......... прочитајте
Пронајдоци на Леонардо да Винчи
„Сакам да создавам чуда!“, рече тој и се запраша: „Но кажи ми, дали направи нешто? Леонардо да Винчи ги напишал своите трактати во тајно пишување користејќи обично огледало, така што неговите шифрирани ракописи можеле да се прочитаат за прв пат само три века подоцна.........
Во оваа лекција, ќе разгледаме важна карактеристика на нерамномерното движење - забрзувањето. Покрај тоа, ќе разгледаме нерамномерно движење со постојано забрзување. Таквото движење се нарекува и рамномерно забрзано или подеднакво забавено. Конечно, ќе зборуваме за тоа како графички да се прикаже зависноста на брзината на телото од времето за време на рамномерно забрзано движење.
Домашна работа
Откако ќе ги решите проблемите за оваа лекција, ќе можете да се подготвите за прашањата 1 од Државниот испит и прашањата А1, А2 од Единствениот државен испит.
1. Задачи 48, 50, 52, 54 sb. проблеми А.П. Римкевич, ед. 10.
2. Запишете ја зависноста на брзината од времето и нацртајте графикони за зависноста на брзината на телото од времето за случаите прикажани на сл. 1, случаи б) и г). Обележете ги пресвртните точки на графиконите, доколку ги има.
3. Размислете за следниве прашања и нивните одговори:
Прашање.Дали забрзувањето поради гравитацијата е забрзување како што е дефинирано погоре?
Одговори.Секако дека е. Забрзувањето на гравитацијата е забрзување на тело кое слободно паѓа од одредена висина (отпорот на воздухот мора да се занемари).
Прашање.Што ќе се случи ако забрзувањето на телото е насочено нормално на брзината на телото?
Одговори.Телото ќе се движи рамномерно околу кругот.
Прашање.Дали е можно да се пресмета тангентата на агол со помош на транспортер и калкулатор?
Одговори.Не! Бидејќи вака добиеното забрзување ќе биде бездимензионално, а димензијата на забрзувањето, како што покажавме претходно, треба да има димензија m/s 2.
Прашање.Што може да се каже за движењето ако графикот на брзината наспроти времето не е исправен?
Одговори.Можеме да кажеме дека забрзувањето на ова тело се менува со текот на времето. Таквото движење нема да биде подеднакво забрзано.
Забрзувањее величина што ја карактеризира брзината на промена на брзината.
На пример, кога автомобилот почнува да се движи, тој ја зголемува брзината, односно се движи побрзо. На почетокот неговата брзина е нула. Откако ќе се движи, автомобилот постепено забрзува до одредена брзина. Ако се запали црвен семафор на патот, автомобилот ќе застане. Но, тоа нема да престане веднаш, туку со текот на времето. Односно, неговата брзина ќе се намали на нула - автомобилот ќе се движи бавно додека целосно не застане. Меѓутоа, во физиката не постои термин „забавување“. Ако телото се движи, забавувајќи ја својата брзина, тогаш ова исто така ќе биде забрзување на телото, само со знак минус (како што се сеќавате, брзината е векторска количина).
> е односот на промената на брзината со временскиот период во кој настанала оваа промена. Просечното забрзување може да се одреди со формулата:
Ориз. 1.8. Просечно забрзување.Во СИ единица за забрзување– е 1 метар во секунда во секунда (или метар во секунда квадрат), т.е
Еден метар во секунда во квадрат е еднаков на забрзувањето на праволиниско подвижна точка, при која брзината на оваа точка се зголемува за 1 m/s за една секунда. Со други зборови, забрзувањето одредува колку брзината на телото се менува за една секунда. На пример, ако забрзувањето е 5 m/s2, тогаш тоа значи дека брзината на телото се зголемува за 5 m/s секоја секунда.
Моментално забрзување на тело (материјална точка)во даден момент во времето е физичка големина еднаква на границата до која се стреми просечното забрзување додека временскиот интервал се стреми кон нула. Со други зборови, ова е забрзувањето што телото го развива за многу краток временски период:
Со забрзано линеарно движење, брзината на телото се зголемува во апсолутна вредност, т.е
V 2 > v 1
а насоката на векторот на забрзување се совпаѓа со векторот на брзина
Ако брзината на телото се намалува во апсолутна вредност, т.е
V 2< v 1
тогаш насоката на векторот на забрзување е спротивна на насоката на векторот на брзина.Со други зборови, во овој случај она што се случува е успорува, во овој случај забрзувањето ќе биде негативно (и< 0). На рис. 1.9 показано направление векторов ускорения при прямолинейном движении тела для случая ускорения и замедления.
Ориз. 1.9. Инстант забрзување.
Кога се движите по крива патека, не се менува само модулот за брзина, туку и неговата насока. Во овој случај, векторот на забрзување е претставен како две компоненти (види следниот дел).
Тангенцијално (тангенцијално) забрзување– ова е компонентата на векторот на забрзување насочена долж тангентата на траекторијата во дадена точка од траекторијата на движење. Тангенцијалното забрзување ја карактеризира промената на модулот на брзината при криволиниско движење.
Ориз. 1.10. Тангенцијално забрзување.
Насоката на векторот на тангенцијално забрзување (види Сл. 1.10) се совпаѓа со насоката на линеарната брзина или е спротивна на неа. Односно, векторот на тангенцијално забрзување лежи на истата оска со тангентниот круг, што е траекторијата на телото.
Нормално забрзување
Нормално забрзувањее компонента на векторот на забрзување насочена долж нормалата на траекторијата на движење во дадена точка на траекторијата на телото. Односно, векторот на нормалното забрзување е нормален на линеарната брзина на движење (види Сл. 1.10). Нормално забрзување ја карактеризира промената на брзината во насока и се означува со буквата Нормалниот вектор на забрзување е насочен по радиусот на закривеност на траекторијата.
Целосно забрзување
Целосно забрзувањеза време на криволинеарното движење, се состои од тангенцијални и нормални забрзувања долж и се одредува со формулата:
(според Питагоровата теорема за правоаголен правоаголник).