HINDI PANTAY NA PINABILIS NA PAGGALAW NG RECTILINEAR: MGA KATANGIAN, PORMULA - PISIKAL - 2025

Ang pantay na pinabilis na paggalaw ng rectilinear ay ang pumasa sa isang tuwid na linya at kung saan ang gumagalaw na katawan ay nagdaragdag o binabawasan ang bilis nito sa isang palaging rate. Ang rate na ito ay ang magnitude na naglalarawan sa rate kung saan nagbabago ang bilis at tinatawag na pabilis.

Sa kaso ng pantay-pantay na pinabilis o iba-ibang paggalaw ng rectilinear (MRUV), ang patuloy na pagbilis ay may pananagutan sa pagbabago ng magnitude ng bilis. Sa iba pang mga uri ng paggalaw, ang pagpapabilis ay may kakayahang baguhin ang direksyon at pakiramdam ng bilis, o kahit na pagbabago ng direksyon, tulad ng sa pare-parehong pabilog na paggalaw.

Larawan 1. Ang pinabilis na paggalaw ay ang madalas. Pinagmulan: Pixabay.

Dahil ang pagbilis ay kumakatawan sa pagbabago sa bilis sa paglaon ng panahon, ang mga yunit nito sa International System ay m / s ² (mga metro sa loob ng mga segundo parisukat). Tulad ng bilis, ang pagbilis ay maaaring italaga ng isang positibo o negatibong pag-sign, depende sa kung ang pagtaas ng bilis o pagbaba.

Ang isang pagbilis ng sabihin +3 m / s ^{2 ay} nangangahulugang para sa bawat segundo na lumilipas, ang bilis ng mobile ay tumataas ng 3 m / s. Kung sa simula ng kilusan (sa t = 0) ang bilis ng mobile ay +1 m / s, pagkatapos pagkatapos ng isang segundo ay magiging 4 m / s at pagkatapos ng 2 segundo ay magiging 7 m / s ito.

Sa pantay na magkakaibang uri ng paggalaw ng rectilinear, ang mga pagkakaiba-iba sa bilis na nakakaranas ng mga bagay na nakakaranas ng pang-araw-araw na batayan ay isinasaalang-alang. Ito ay isang mas makatotohanang modelo kaysa sa uniporme na paggalaw ng rectilinear. Kahit na, limitado pa rin ito, dahil pinipigilan nito ang mobile na maglakbay lamang sa isang tuwid na linya.

katangian

Ito ang mga pangunahing katangian ng pantay na pinabilis na paggalaw ng rectilinear:

-Ang kilusan ay palaging tumatakbo sa isang tuwid na linya.

-Ang pagbilis ng mobile ay pare-pareho, pareho sa laki at sa direksyon at kahulugan.

-Ang pagtaas ng bilis ng mobile (o bumababa) nang magkakasunod.

-Siguro ang pagbilis ay nananatiling pare-pareho sa oras t, ang grap ng lakas nito bilang isang function ng oras ay isang tuwid na linya. Sa halimbawa na ipinakita sa figure 2, ang linya ay kulay asul at ang halaga ng pabilis ay binabasa sa patayong axis, humigit-kumulang na +0.68 m / s ² .

Larawan 2. Ang graphic ng acceleration kumpara sa oras para sa isang pantay na magkakaiba-iba ng paggalaw ng rectilinear. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

-Ang grap ng bilis ng v na may paggalang sa t ay isang tuwid na linya (sa berde sa figure 3), na ang dalisdis ay katumbas ng pagbilis ng mobile. Sa halimbawa ang slope ay positibo.

Larawan 3. Grap ng bilis ng oras kumpara sa oras para sa isang pantay na magkakaiba-iba ng paggalaw ng rectilinear. Pinagmulan: Wikimedia Commons.

-Ang hiwa na may vertical axis ay nagpapahiwatig ng paunang bilis, sa kasong ito ito ay 0.4 m / s.

- Sa pangkalahatan, ang graph ng posisyon x kumpara sa oras ay ang curve na ipinapakita sa pula sa figure 4, na palaging isang parabola.

Larawan 4. Plot ng posisyon kumpara sa oras para sa isang pantay na magkakaiba-iba ng paggalaw ng rectilinear. Pinagmulan: nabago mula sa Wikimedia Commons.

Ang byahe ay naglakbay mula sa v kumpara sa grapiko. t

Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng graph v vs. t, ang pagkalkula ng distansya na naglakbay ng mobile ay napakadali. Ang distansya na naglakbay ay katumbas ng lugar sa ilalim ng linya na nasa loob ng nais na agwat ng oras.

Sa halimbawa na ipinakita, ipagpalagay na nais mong malaman ang distansya na naglakbay sa pamamagitan ng mobile sa pagitan ng 0 at 1 segundo. Gamit ang graph na ito, tingnan ang Larawan 5.

Larawan 5. Graph upang makalkula ang distansya na naglakbay ng mobile. Pinagmulan: nabago mula sa Wikimedia Commons.

Ang distansya na hinahangad ay ayon sa numero na katumbas ng lugar ng trapezoid shaded sa figure 3. Ang lugar ng trapezoid ay ibinigay ng: (pangunahing base + menor de edad na base) x taas / 2

Posible ring hatiin ang shaded area sa isang tatsulok at isang rektanggulo, kalkulahin ang mga kaukulang lugar at idagdag ang mga ito. Ang distansya na naglakbay ay positibo, kung ang tinga ay pupunta sa kanan o sa kaliwa.

Mga formula at equation

Parehong average na pabilis at ang agarang pagpabilis ay may parehong halaga sa MRUV, samakatuwid:

-Ang bilis: a = pare-pareho

Kung ang pagbilis ay katumbas ng 0, ang paggalaw ay pantay na rectilinear, dahil ang bilis ay magiging pare-pareho sa kasong ito. Ang tanda ng isang maaaring maging positibo o negatibo.

Dahil ang pagpabilis ay ang dalisdis ng linya v kumpara sa t, ang equation v (t) ay:

-Speed ​​bilang isang function ng oras: v (t) = v _o + at

Kung saan v _o ang halaga ng paunang bilis ng mobile

-Posisyon bilang isang pag-andar ng oras: x (t) = x _o + v _o t + ½at ²

Kapag wala kang oras, ngunit sa halip ay mayroon kang bilis at pag-displacement, mayroong isang napaka-kapaki-pakinabang na equation na nakuha sa pamamagitan ng paglutas ng oras ng v (t) = v _o + at at pagpapalit nito sa huling equation. Ay tungkol sa:

Malutas na ehersisyo

Kapag nalutas ang ehersisyo ng kinematics, mahalagang tiyakin na ang sitwasyon ay inangkop sa modelo na gagamitin. Halimbawa ang mga equation ng pare-pareho na paggalaw ng rectilinear ay hindi wasto para sa pinabilis na paggalaw.

At ang mga pinabilis na kilusan ay hindi wasto para sa isang pabilog o curvilinear type na paggalaw, halimbawa. Ang una sa mga pagsasanay na ito na lutasin sa ibaba ay pinagsasama ang dalawang mobiles na may iba't ibang mga paggalaw. Upang malutas ito nang tama, kinakailangan upang pumunta sa naaangkop na modelo ng paggalaw.

-Natapos na ehersisyo 1

Upang malaman ang lalim ng isang balon, ang isang bata ay bumabagsak ng isang barya at sa parehong oras ay pinapaandar ang kanyang timer, na humihinto lamang kapag narinig niya ang barya na pumalo sa tubig. Ang pagbabasa nito ay 2.5 segundo. Alam na ang bilis ng tunog sa hangin ay 340 m / s, kalkulahin ang lalim ng balon.

Solusyon

Hayaan ang maging lalim ng balon. Ang barya ay naglalakbay sa layo na ito sa libreng pagkahulog, isang pantay na magkakaiba-iba ng vertical na paggalaw, na may paunang bilis 0, habang ang barya ay bumaba, at patuloy na pababang pagbilis na katumbas ng 9.8 m / s ² . Magpalamig muna ng t _m sa paggawa nito.

Kapag ang barya ay tumama sa tubig, ang tunog na dulot ng pag-click ay naglalakbay hanggang sa tainga ng bata, na humihinto sa stopwatch sa narinig ito. Walang dahilan upang maniwala na ang bilis ng tunog ay nagbabago habang tumataas ang balon, kaya ang paggalaw ng tunog ay pantay na rectilinear. Ang tunog ay tumatagal ng oras t _s upang maabot ang bata.

Katumbas ng paggalaw para sa barya:

Kung saan ang x at isang ng equation para sa posisyon na ibinigay sa nakaraang seksyon ay napalitan ng h at g.

Katumbas ng paggalaw para sa tunog:

Ito ang pamilyar na distansya ng equation = bilis x oras. Sa dalawang equation na ito mayroon kaming tatlong hindi kilalang mga: h, tm at ts. Sa mga oras na mayroong isang relasyon, alam na ang lahat ay tumatagal ng 2.5 segundo na mangyari, samakatuwid:

Pagkapareho ng parehong mga equation:

Ang paglilinis ng isa sa mga oras at pagpapalit:

Ito ay isang kuwadradong equation na may dalawang solusyon: 2.416 at -71.8. Ang positibong solusyon ay pinili, na kung saan ay may kahulugan, dahil ang oras ay hindi maaaring negatibo at sa anumang kaso dapat itong mas mababa sa 2.5 segundo. Para sa oras na ito ay nakuha sa pamamagitan ng paghahalili ng lalim ng balon:

-Natapos na ehersisyo 2

Ang isang kotse na naglalakbay sa 90 km / h ay lumalapit sa isang cross street na may ilaw ng trapiko. Kapag 70 m ang layo, ang dilaw na ilaw ay dumating, na tumatagal ng 4 segundo. Ang distansya sa pagitan ng ilaw ng trapiko at ang susunod na sulok ay 50 m.

Ang driver ay may dalawang mga pagpipilian na ito: a) preno sa - 4 m / s ² o b) mapabilis sa + 2 m / s ² . Alin sa dalawang mga pagpipilian ang nagpapahintulot sa driver na huminto o tumawid sa buong daanan bago maging pula ang ilaw?

Solusyon

Ang panimulang posisyon ng driver ay x = 0 lamang nang makita niya ang dilaw na ilaw na pumapasok. Mahalagang ma-convert nang maayos ang mga yunit: 90 km / h katumbas ng 25 m / s.

Ayon sa pagpipilian a), sa 4 na segundo na ang dilaw na ilaw ay tumatagal, ang driver ay naglalakbay:

Habang tumatagal ang dilaw na ilaw, ang driver ay naglalakbay tulad nito:

x = 25.4 + ½.2.4 ² m = 116 m

Ngunit ang 116 m ay mas mababa sa magagamit na distansya upang makarating sa susunod na sulok, na kung saan ay 70 + 50 m = 120 m, kaya hindi niya mai-cross ang buong kalye bago dumating ang pulang ilaw. Ang inirekumendang aksyon ay ang preno at manatili 2 metro mula sa ilaw ng trapiko.

Aplikasyon

Ang mga tao ay nakakaranas ng mga epekto ng pagpabilis sa pang-araw-araw na batayan: kapag naglalakbay sa pamamagitan ng kotse o bus, dahil sila ay patuloy na kailangang mag-preno at mapabilis upang maiangkop ang bilis sa mga hadlang sa kalsada. Ang pagbilis ay naranasan din kapag umakyat o bumaba sa isang elevator.

Ang mga park na pang-amusement ay mga lugar kung saan nagbabayad ang mga tao upang maranasan ang mga epekto ng pagbilis at magsaya.

Sa likas na katangian, ang pantay na magkakaiba-iba ng paggalaw ng rectilinear ay sinusunod kapag ang isang bagay ay malayang ibinaba, o kapag ito ay itinapon nang patayo pataas at hinihintay na bumalik ito sa lupa. Kung ang paglaban sa hangin ay napapabayaan, ang halaga ng pagpabilis ay ang grabidad: 9.8 m / s2.

Mga Sanggunian

1. Bauer, W. 2011. Physics para sa Teknolohiya at Siyensya. Dami 1. Mc Graw Hill. 40-45.
2. Figueroa, D. Physics Series para sa Agham at Engineering. Dami ng Ika-3. Edisyon. Kinematics. 69-85.
3. Giancoli, D. Physics: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. ^Ika- 6 . Ed Prentice Hall. 19-36.
4. Hewitt, Paul. 2012. Konseptuwal na Agham sa Pisikal. ^Ika- 5 . Ed. Pearson. 14-18.
5. Kirkpatrick, L. 2007. Physics: Isang Tumingin sa Mundo. 6 ^{ta Pag-} edit na pinaikling. Pag-aaral ng Cengage. 15-19.
6. Wilson, J. 2011. Pisika 10. Edukasyon sa Pearson. 116-119