Ευθύγραμμη Κίνηση
Η ευθύγραμμη κίνηση είναι επίσης γνωστή ως ευθύγραμμη κίνηση. Η κίνηση ενός σωματιδίου ή ενός σώματος περιγράφεται από αυτόν τον τύπο κίνησης. Ένα σώμα θεωρείται ότι κινείται ευθύγραμμα εάν δύο από τα σωματίδια του διανύουν την ίδια απόσταση κατά μήκος δύο παράλληλων ευθειών. Τα παρακάτω διαγράμματα απεικονίζουν ευθύγραμμη κίνηση για ένα σωματίδιο και ένα σώμα.
Ποσότητες που εμπλέκονται:
Απόσταση:
Ολόκληρη η απόσταση που διανύθηκε από το διακινούμενο αντικείμενο/σωματίδιο. Για παράδειγμα, εάν ένα αντικείμενο κινείται 10 μέτρα προς τα εμπρός και 6 μέτρα προς τα πίσω, η συνολική απόσταση που διανύεται είναι 10+6 =16 μέτρα.
Η μετατόπιση ορίζεται ως η NET απόσταση μεταξύ του σημείου έναρξης και του τερματισμού της κίνησης. Χρησιμοποιώντας το ίδιο παράδειγμα όπως πριν, εάν το σώμα περπατά 10 m μπροστά και 6 m πίσω, είναι μόνο (10-6) m από την αρχική θέση. Ως αποτέλεσμα, η μετατόπιση είναι μόνο 4 μέτρα.
Ο ρυθμός μεταβολής της μετατόπισης ορίζεται ως η ταχύτητα (v). Έχει ένα σκοπό. Αυτή η κατεύθυνση υποδηλώνεται με ένα θετικό ή αρνητικό πρόσημο σε γραμμική κίνηση. Η έντονη γραφή υποδηλώνει το γεγονός ότι έχει κατεύθυνση.
Μέση ταχύτητα:Δίνεται από τη μετατόπιση s2–s1 διαιρεμένη με το συνολικό χρονικό διάστημα (t2–t1) που καλύπτει.
Στιγμιαία ταχύτητα:Όταν το χρονικό διάστημα φτάσει στο μηδέν, η μέση ταχύτητα φτάνει στο όριό της. Δίνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου σε μια δεδομένη χρονική στιγμή.
Σαν αποτέλεσμα, είναι η παράγωγος χρόνου της μετατόπισης.
Ταχύτητα:Το μέγεθος της ταχύτητας αντιπροσωπεύεται από την ταχύτητα (v). Ως αποτέλεσμα, δεν έχει νόημα και είναι πάντα μη αρνητικό. Δεν γράφεται με έντονη γραφή, σε αντίθεση με την ταχύτητα, γιατί δεν έχει κατεύθυνση.
Επιτάχυνση:Ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας σε σχέση με το χρόνο ορίζεται ως επιτάχυνση. Η επιτάχυνση είναι η δεύτερη παράγωγος της μετατόπισης, η οποία μπορεί να υπολογιστεί διαφοροποιώντας τη θέση ως προς το χρόνο δύο φορές ή την ταχύτητα ως προς το χρόνο μία φορά.
Ευθύγραμμη κίνηση 10 παραδείγματα:
Ο καρπός πέφτει από το δέντρο
Καθώς ο καρπός ωριμάζει, διαχωρίζεται και πέφτει στο έδαφος. και ακόμη και όταν φυσάει δυνατός άνεμος, πολλοί καρποί πέφτουν στο έδαφος γύρω από το δέντρο.
Καθώς ο καρπός χωρίζεται από τον κόμβο ενός κλάδου ενός δέντρου, πέφτει γραμμικά προς τη γη λόγω της βαρυτικής δύναμης της έλξης.
Πορεία
Πρέπει να έχετε παρατηρήσει μια ομάδα στρατιωτών να περπατάει στο έδαφος ή να παρελαύνει κατά τη διάρκεια της εκδήλωσης. Η ταχύτητα των συνεχόμενων πορειών στρατιωτών παραμένει σταθερή κατά τη διάρκεια της άσκησης πορείας, επιδεικνύοντας ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση.
Μπόουλινγκ
Μια μπάλα που εκτοξεύεται από μεγάλο ύψος ακολουθεί μια διαδρομή προς τις ακίδες του μπόουλινγκ με βάση τη δύναμη που χρησιμοποιείται για την επιτάχυνση του κέντρου μάζας της μπάλας του μπόουλινγκ. Η μπάλα του μπόουλινγκ θα ακολουθήσει μια διαδρομή για να συγκρουστεί με τις ακίδες του μπόουλινγκ όταν εκσφενδονιστεί προς τις ακίδες.
Εκτέλεση
Κατά την εκτέλεση, είτε διατηρούμε σταθερή ταχύτητα είτε την αλλάζουμε ανάλογα. Εάν ένα άτομο που τρέχει σε ευθύγραμμη κίνηση σε ένα στάδιο διατηρεί σταθερή ταχύτητα σε κάθε χρονικό διάστημα, αυτό το άτομο λέγεται ότι βρίσκεται σε ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση.
Φόρτωση ώθησης
Ένας άνδρας σπρώχνει ένα βάρος 45 κιλών και το μετατοπίζει με ταχύτητα ενός μέτρου ανά δευτερόλεπτο. Μια δύναμη παρέχεται στο αντικείμενο για να το σέρνει κάθε ένα μέτρο σε ένα δευτερόλεπτο, έτσι ώστε η μετατόπιση του αντικειμένου να παραμένει σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια και το αντικείμενο λέγεται ότι βρίσκεται σε ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση.
Γλιστρώντας έναν ογκόλιθο
Ένας ογκόλιθος που πέφτει στην κατηφόρα ακολουθεί μια σχεδόν ευθεία κεκλιμένη διαδρομή προς την οριζόντια επιφάνεια. Η ταχύτητα ενός ογκόλιθου αυξάνεται σταδιακά και τελικά επιβραδύνεται καθώς πλησιάζει την οριζόντια επιφάνεια. Όταν σχεδιάζουμε την ταχύτητα σε σχέση με το χρόνο σε ένα γράφημα, θα χαράξουμε μια παραβολική καμπύλη.
Βέλος που χτυπά το στόχο
Ένα βέλος που εκτοξεύεται από έναν τοξότη ταξιδεύει σε ευθεία γραμμή μέχρι να χτυπήσει το στόχο του. Ταξιδεύει μέσα στο μέσο με την ταχύτητα ενός βέλους, η οποία σταδιακά μειώνεται καθώς ακολουθεί την ευθύγραμμη κίνηση.
Ένα αυτοκίνητο κινείται στο δρόμο
Ένα αυτοκίνητο που κινείται σε δρόμο που επιταχύνει με σταθερό ρυθμό ή αλλάζει ταχύτητα είναι επίσης ένα παράδειγμα ευθύγραμμης κίνησης.
Παράδειγμα ερώτησης για ευθύγραμμη κίνηση:
Ένα σωματίδιο Q.A διανύει τη μισή συνολική απόσταση με ταχύτητα v1 και την άλλη μισή με ταχύτητα v2 κατά μήκος ενός τόξου. Ποια είναι η μέση ταχύτητα του σωματιδίου;
Α. Αφήστε τη συνολική απόσταση που διανύθηκε του σωματιδίου να είναι 2 δευτερόλεπτα.
Χρόνος που αφιερώθηκε στο ταξίδι στο πρώτο ημίχρονο =S/V1
Χρόνος που αφιερώθηκε στο ταξίδι στο δεύτερο ημίχρονο =S/V2
Μέση ταχύτητα =συνολική απόσταση που διανύθηκε / συνολικός χρόνος
Συμπέρασμα:
Η γραμμική κίνηση είναι ο πιο θεμελιώδης τύπος κίνησης. Τα αντικείμενα που δεν υφίστανται καμία καθαρή δύναμη θα συνεχίσουν να κινούνται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα μέχρι να υποβληθούν σε καθαρή δύναμη, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο κίνησης του Νεύτωνα. Εξωτερικές δυνάμεις όπως η βαρύτητα και η τριβή μπορούν να προκαλέσουν την αλλαγή κατεύθυνσης της κίνησης ενός αντικειμένου σε καθημερινές καταστάσεις, επομένως η κίνησή του δεν μπορεί να οριστεί ως γραμμική. Η γραμμική κίνηση μπορεί να συγκριθεί με τη γενική κίνηση. Στη γενική κίνηση, τα διανύσματα με μέγεθος και κατεύθυνση ορίζουν τη θέση και την ταχύτητα ενός σωματιδίου.
Οι προσανατολισμοί όλων των διανυσμάτων που ορίζουν το σύστημα είναι ίσοι και σταθεροί σε γραμμική κίνηση, πράγμα που σημαίνει ότι τα αντικείμενα ταξιδεύουν κατά τον ίδιο άξονα και δεν αλλάζουν κατεύθυνση.
