Униформ мотион. Формула за једнообразно кретање.

Упознавање са класичним курсом физике почиње најједноставнијим законима који се покоравају телима која се крећу у простору. Праволинијско равномерно кретање је најједноставнији тип промене положаја тела у простору. Такво кретање се проучава у кинематичком делу.

Противник Аристотела

Галилео Галилеи остао је у историји повијести као један од највећих природословаца касне ренесансе. Он се усудио да потврди тврдње Аристотела - јерес који није чуо у тим временима, јер је настава овог древног мудраца била снажно подржана од стране цркве. Идеја о равномерном кретању се тада није разматрала - тело се или кретало “опћенито” или је било у мировању. Требали су бројни експерименти да би се објаснила природа покрета.

Галилејски експерименти

Класичан пример проучавања покрета био је чувени Галилеов експеримент, када је прославио различите тежине Коси торањ у Писи. Као резултат овог експеримента, постало је јасно да тијела са различитим масама падају истом брзином. Касније је експеримент настављен у хоризонталној равни. Галилео је сугерисао да би, у одсуству трења, било која кугла склизнула низ слајд за произвољно дуго време, док би његова брзина такође била константна. Експериментално, Галилео Галилеи је открио суштину Њутновог првог закона - у одсуству спољашњих сила, тело се креће у правој линији константном брзином. Правоцртно равномерно кретање је израз Невтонов први закон. Тренутно, различити типови кретања су укључени у специјалне физика - кинематика. Преведено са грчког, ово име значи доктрину кретања.

Нови координатни систем

Анализа равномјерног кретања била би немогућа без стварања новог принципа за одређивање положаја тијела у простору. Сада га зовемо праволинијски координатни систем. Његов аутор је познати филозоф и математичар Рене Десцартес, захваљујући коме називамо координатни систем картезијан. У овом облику, веома је згодно приказати путању тела у тродимензионални простор и анализирати овај покрет, везујући положај тијела за координатне осе. Правоугаони координатни систем састоји се од два десна која се крижају под правим углом. Тачка пресека се обично узима као извор мерења. Хоризонтална линија се зове апсциса, вертикална линија је ордината. Пошто живимо у тродимензионалном простору, трећа оса се додаје у равнински координатни систем - зове се апликат.

Одређивање брзине

Брзина се не може мјерити како мјеримо удаљеност и вријеме. То је увијек вриједност изведенице, која је написана као омјер. У најопштијем облику, брзина тела је једнака односу пређене удаљености до протеклог времена. Формула за брзину је:

Где је д пређена, т је протекло време.

Смјер директно утјече на векторску ознаку брзине (количина која одређује вријеме је скалар, тј. Нема правац).

Разумевање равномерног кретања

Уз равномерно кретање, тело се креће дуж равне линије константном брзином. Пошто је брзина векторска величина, њена својства се описују не само бројем, већ и правцем. Стога је боље појаснити дефиницију и рећи да је брзина једноликог правоцртног кретања константна у магнитуди и смјеру. Да би описали правоцртно равномерно кретање, довољно је користити картезијански координатни систем. У овом случају, ОКС оса се прикладно полаже у правцу кретања.

Код једнаког помака, положај тијела у било којем временском периоду одређен је само једном координатом, к. Правац кретања тела и вектор брзине су усмерени дуж осе к, са почетком кретања може се рачунати од нуле. Стога се анализа кретања тела у простору може свести на пројекцију путање кретања на оси ОКС и описати процес алгебарских једначина.

Равномерно кретање у смислу алгебре

Претпоставимо да је у одређеном тренутку у времену т ₁ тело на тачки на к-оси, чија је координата к ₁ . Са друге стране, тело ће променити своју локацију неко време. Сада ће координата њене локације у простору бити к ₂ . Смањењем разматрања кретања тела до његове позиције на координатној оси, може се утврдити да је пут којим је преваљено тело једнак разлици између почетне и коначне координате. Алгебарски, ово се пише као: Δс = к ₂ - к _1.

Износ премјештања

Вредност која одређује кретање тела може бити више и мања од 0. Све зависи од тога како се тело померило у односу на правац осе. У физици се могу забележити и негативни и позитивни помаци - све зависи од изабраног координатног система. Праволинијско равномерно кретање одвија се брзином која је описана формулом:

У овом случају, брзина ће бити већа од нуле, ако се тело креће дуж ОКС оси од нуле; мање од нуле - ако се кретање креће десно на лево на к-оси.

Такав кратак запис одражава суштину равномерног правоцртног кретања - без обзира на промене координата, брзина кретања остаје непромењена.

Галилео, дугујемо још једну сјајну идеју. Анализирајући кретање тела у свету лишеном трења, научник је инсистирао да снаге и брзине не зависе једна од друге. Ова бриљантна претпоставка одражавала се у свим постојећим законима кретања. Дакле, силе које делују на тело су независне једна од друге и делују као да друге не постоје. Примјењујући ово правило на анализу кретања тијела, Галилео је схватио да се сва механика процеса може разложити на силе које су геометријски (векторски) или линеарне, ако дјелују у једном смјеру. Приближно ће изгледати овако:

Шта овде значи јединствено кретање? Врло је једноставно. На веома малим пукотинама на путу, брзина тела се може сматрати униформном, са правим путем. Дакле, постојала је сјајна прилика да се проуче сложенији покрети, сведујући их на једноставне. Дакле, проучавано је уједначено кретање тела дуж круга.

Равномерно кретање по кругу

Униформ анд равномерно убрзано кретање може се посматрати у кретању планета у њиховим орбитама. У овом случају, планета учествује у два типа независних покрета: креће се равномерно око обима и истовремено се креће истом брзином до Сунца. Такво сложено кретање објашњавају се силама које делују на планете. Дијаграм утицаја планетарних сила приказан је на слици:

Као што видите, планета је укључена у два различита покрета. Геометријско додавање брзина ће нам дати брзину планете на датом сегменту пута.

Равномјерно кретање је основа за даљње проучавање кинематике и физике уопште. Ово је елементарни процес на који се могу смањити много сложенији покрети. Али у физици, као и другде, велики почиње са малим стварима, и лансирањем свемирске летелице у безваздушни простор, управљајући подморницама, не треба заборавити ни оне једноставне експерименте на којима је Галилео једном тестирао своја открића.