1.5 Прямолинейное равномерное движение

Существуют различные виды механического движения. В зависимости от формы траектории движение может быть прямолинейным или криволинейным. При движении скорость тела может оставаться постоянной или с течение времени изменяться. В зависимости от характера изменения скорости движение будет равномерным или неравномерным.

Прямолинейное движение – это движение, при котором траектория тела (точки) – прямая линия. Например, движение автомобиля по участку дороги, на котором нет подъемов, спусков, поворотов.

Равномерным прямолинейным движением называют движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути и направление движения не меняется.

Если сравнить равномерное движение нескольких тел, то можно отметить, что быстрота изменения их положения в пространстве может быть различной, что характеризуется физической величиной, которая называется скоростью.

Скоростью равномерного прямолинейного движения называют векторную физическую величину, равную отношению перемещения тела ко времени, за которое это перемещение произошло.

₍₁₎

Единица скорости в СИ – метр в секунду (1м/c). За единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение 1м.

При прямолинейном равномерном движении скорость не изменяется с течением времени.

Зная скорость равномерного движения, можно найти перемещение тела за любой промежуток времени:

₍₂₎

При равномерном прямолинейном движении векторы скорости и перемещения направлены в одну сторону.

Основной задачей механики является определение положение тела в любой момент времени, то есть определение его координат. Уравнение движения – это зависимость координаты тела от времени при равномерном прямолинейном движении.

Тело совершило перемещение . Направим координатную осьX по направлению перемещения тела. x₀ – начальная координата тела, x – конечная координата тела.

Таким образом, координату тела при равномерном прямолинейном движении в любой момент времени можно определить, если известны его начальная координата и проекция скорости движения на ось Х. Проекции скорости и перемещения могут быть как положительными, так и отрицательными.

Проекция скорости положительна, если она совпадает с направлением оси Х, в этом случае х>х0.	Проекция скорости отрицательна, если тело движется против направления оси Х, в этом случае х<х0

График зависимости модуля вектора скорости от времени при равномерном движении – это прямая, параллельная оси абсцисс. Действительно, с течением времени скорость при таком движении остается постоянной.

График зависимости скорости тела от времени при равномерном движении V=const

При прямолинейном равномерном движении модуль вектора перемещения численно равен площади под графиком перемещения к оси времени.

График зависимости перемещения тела, от времени при прямолинейном равномерном движении – это прямая, проходящая через начало координат. Причем чем круче проходит график перемещения, тем больше скорость движения тела.

График зависимости пути, пройденного телом, от времени

При прямолинейном равномерном движении модуль вектора скорости численно равен тангенсу угла наклона графика перемещения к оси времени.

Поскольку зависимость координаты тела от времени – линейная функция, то соответствующий график зависимости (график движения) представляет собой прямую линию. Пример построения такого графика показан на рисунке.

График зависимости координаты тела от времени