De învățare pentru a rezolva probleme fizice (p

Este imposibil să se observe și să identifice

mișcarea corpului, având o finală

Valoarea fără a determina în primul rând,

care are fiecare dintre mișcarea sa

mică parte sau un punct.

1. Calculul vitezei variabile medii

În edițiile anterioare ale revistei, am înțeles unele dintre metode și abordări pentru rezolvarea problemelor de cinematică. Dar examenele de admitere în instituțiile de învățământ superior au arătat că problema în calcularea vitezei medii neuniforma încă ezită greșit atât de mulți studenți. Cauza dificultăți și probleme pentru care soluția este simplificată în mare măsură trecerea la un cadru convenabil de referință. De aceea, ne întoarcem încă o dată la întrebarea cinematicii și oferă elevilor din clasele 9-11 să analizeze cu atenție temele propuse ..

Astfel, mișcarea împărțit:

¨ natura traiectoriei - pe drepte si curbe;

¨ prin prezența accelerației - pe uniforme, variabile și ravnoperemennoe.

mișcare uniformă rectilinie - această mișcare la o viteză constantă, adică V = const. a = 0. De notat că viteza este constantă în mărime și direcție.

Alternând mișcare poate fi rectilinie și curbilinie. O caracteristică a unei mișcări alternante rectilinie este viteza medie la sol. care este adesea menționată pur și simplu ca viteza medie de deplasare. Pentru a determina viteza medie am mișcare cu adevărat complexă înlocui mental mișcarea uniformă, în care aceeași cale traversat în același timp.

. unde S - tot drumul parcurs, t - toate în timp ce conduceți.

Rețineți că în fizică a introdus două concepte diferite de viteza medie: viteza medie a vectorului calculat prin deplasarea vectorului a corpului într-un anumit trafic timp Vav = S / t, iar viteza medie scalar determinată de lungimea traseului de-a lungul traseului, pe care o numim viteza la sol. Modulo acestea nu sunt aceeași viteză, astfel încât atunci când rezolvarea problemelor, este de dorit să se precizeze, pentru orice viteză medie fiind discutate. În exemplele de mai jos, vom ține cont de viteza medie waypoint. Dar, uneori, probleme în programul de circulație este setată viteza. Atunci este necesară o clarificare cu privire la tipul de viteza medie în cauză.

Să acorde o atenție la un alt punct în calculul ratei medii de mișcare non-uniform.

Numai în cazul în care corpul se mișcă liniar cu o accelerație constantă și, eventual, aplicând formula Vav = (V1 + V2) / 2. Motivul este că mișcarea graficul vitezei liniare cu accelerație constantă (mișcarea uniform accelerată) (Fig. 1), poate fi reprezentat printr-o dependență liniară a vitezei în funcție de timp V = V0 + la

Deoarece aria de sub graficul vitezei este numeric egală cu lungimea căii de S în intervalul de timp de la 0 la t1, atunci mișcarea uniform accelerată cu formula trapez, zone găsi S = (Vo + V) # 903; t1 / 2. Prin urmare, prin compararea calculului cu formula S = Vsrt1 lungimea căii unei formule de calcul a vitezei medii a mișcării rectilinie uniform accelerată Vav = (V0 + V) / 2 sau Vav = (V1 + V2) / 2. unde V1 și V2, respectiv, viteza la începutul și la sfârșitul mișcării secțiunii drepte.

Adică, suntem de fapt înlocuite cu această rată uniformă mișcare Vav și aria de sub linia graficului egală cu distanța parcursă S (fig. 2)

Dacă nu este îndeplinită cel puțin una dintre condițiile specificate, fie nici o mișcare rectilinie, sau vitezei depinde de timp nu este liniar (adică, fără ravnoperemennoe mișcare) derivată de mai sus se aplică formula de calcul a vitezei medii Vav = (V1 + V2) / 2 nu poate fi!

Într-un astfel de caz, este necesar să se utilizeze formula generală pentru calcularea mediei Vav viteza =åS /åt,

unde åS - calea completă a corpului traversat, åS = S1 + S2 + S3 + S4 + ...,

åt - toate în timpul mersului, inclusiv opriri; åt = t1 + t2 + t3 + t4 + ...

Viteza medie poate fi determinată și prin trasarea căii de timp (Figura 3)

Viteza medie este egal Vav = # 916; l / # 916; t, în acest grafic este definit de panta liniei drepte care leagă punctele de început și sfârșit ale porțiunii considerate a mișcării pe axa timpului. Conform acestui program poate judeca cu ușurință schimbarea vitezei medii în funcție de alegerea intervalului de timp. Mai mult decât atât, se poate determina punctul în timp când viteza instantanee este modulo egală cu viteza medie la o porțiune predeterminată de mișcare. Pentru aceasta, o translație paralelă obținută prin segmentul AB până când acesta atinge linia grafică pentru a găsi un punct de contact C. coordonatele și corespund punctului dorit în timp și distanța până la acest moment modul.

Problema 1. Primul trimestru al modului în care vehiculul se deplasează cu o viteză de 30 km / h, a doua cvadrantul - viteza de 40 km / h, iar restul drumului - la o viteză de 80 km / h. Se determină viteza medie a masinii tot drumul.

Obținem (T1 + T2 + T3) = + + =.

Apoi V = Mie; Cp = V km / h.

Raspuns: viteza medie a vehiculului 48 km / h.

Notă. Încă o dată, notați calculul vitezei medii. Atunci când mișcarea non-uniformă, în orice caz, este imposibil să se calculeze viteza medie ca viteza medie. Rezolvarea o astfel de problemă, elevii fac adesea greseala de calcul viteza medie ca care nu este absolut permis!

Sarcina 2.Avtomobil se deplasează pe un drum plat timp de 1 minut la o viteză de 90 km / h, iar apoi 2 minute în creștere cu o viteză de 60 km / h și sub o prejudecată de 0,5 minute, la o viteză de 120 km / h. Se determină viteza medie a vehiculului în acest timp.

Decizie. Viteza medie a vehiculului este egală cu

Noi primim. Substituind datele, obținem

Raspuns: viteza medie a vehiculului de 77 km / h.

Notă. 1. Această problemă poate fi rezolvată grafic utilizând graficul de viteză. Pentru aceasta este necesar să se construiască într-un sistem de coordonate (V, t) graficele rata pentru fiecare interval de timp, iar apoi se calculează întreaga distanță parcursă ca aria de sub grafic pentru întreaga perioadă de timp (Fig. 4).

Viteza medie poate fi determinată de atitudinea întreaga cale a traversat întreaga durata de timp.

Sarcina 3.Velosipedist a călătorit în prima jumătate a traseului la o viteză de 12 km / h, iar a doua jumătate a modului - la o viteză de 20 km / h. Se determină viteza medie biciclistului.

Decizie. Viteza medie este egală cu biciclistului

Cp = V, unde t1 = t2 =. Apoi (t1 + t2) =.

R: medie motociclist de viteză de 15 km / h.

Datorită volumului mare de material este plasat pe mai multe pagini:
1 2 3 4