Ovisno o obliku putanje kretanje se može podijeliti na pravocrtno i krivocrtno. Najčešće se susrećete s krivuljastim pokretima kada je putanja predstavljena kao krivulja. Primjer ove vrste gibanja je putanja tijela bačenog pod kutom prema horizontu, kretanje Zemlje oko Sunca, planeta i sl.

Slika 1. Putanja i kretanje u zakrivljenom gibanju

Krivocrtno kretanje naziva se kretanje čija je putanja zakrivljena linija. Ako se tijelo giba po zakrivljenoj stazi, tada je vektor pomaka s → usmjeren po tetivi, kao što je prikazano na slici 1, a l je duljina staze. Smjer trenutne brzine gibanja tijela ide tangencijalno u istoj točki putanje gdje na ovaj trenutak pokretni objekt nalazi se, kao što je prikazano na slici 2.

Slika 2. Trenutna brzina tijekom zakrivljenog gibanja

Definicija 2

Krivocrtno kretanje materijalna točka naziva se jednolikim kada je modul brzine stalan (kružno gibanje), a jednoliko ubrzanim kada se mijenja smjer i modul brzine (kretanje bačenog tijela).

Krivocrtno gibanje je uvijek ubrzano. To se objašnjava činjenicom da čak i uz nepromijenjeni modul brzine i promijenjen smjer, ubrzanje je uvijek prisutno.

Za proučavanje krivuljastog gibanja materijalne točke koriste se dvije metode.

Staza je podijeljena na zasebne dionice, od kojih se svaka može smatrati ravnom, kao što je prikazano na slici 3.

Slika 3. Rastavljanje krivuljastih gibanja na translatorna

Sada se zakon pravocrtnog gibanja može primijeniti na svaki presjek. Ovo je načelo dopušteno.

Smatra se da je najprikladnija metoda rješenja predstavljanje staze kao skupa nekoliko kretanja duž kružnih lukova, kao što je prikazano na slici 4. Broj particija bit će mnogo manji nego u prethodnoj metodi, osim toga, kretanje duž kruga je već krivocrtno.

Slika 4. Rastavljanje krivuljastog gibanja na kretanje po kružnim lukovima

Napomena 1

Da biste zabilježili krivocrtno gibanje, morate biti u stanju opisati kretanje u krugu, dobrovoljno kretanje predstavljeni kao skupovi kretanja duž lukova ovih kružnica.

Proučavanje krivocrtnog gibanja uključuje sastavljanje kinematičke jednadžbe koja opisuje to gibanje i omogućuje, na temelju dostupnih početnih uvjeta, određivanje svih karakteristika gibanja.

Primjer 1

Zadana je materijalna točka koja se kreće duž krivulje, kao što je prikazano na slici 4. Središta kružnica O 1, O 2, O 3 nalaze se na istoj pravoj liniji. Treba pronaći pomak
s → i duljina puta l dok se kreće od točke A do B.

Riješenje

Po uvjetu imamo da središta kružnica pripadaju istoj pravoj liniji, pa je:

s → = R 1 + 2 R 2 + R 3 .

Budući da je putanja kretanja zbroj polukružnica, tada je:

l ~ A B = π R 1 + R 2 + R 3 .

Odgovor: s → = R 1 + 2 R 2 + R 3, l ~ A B = π R 1 + R 2 + R 3.

Primjer 2

Dana je ovisnost prijeđenog puta tijela o vremenu, predstavljena jednadžbom s (t) = A + B t + C t 2 + D t 3 (C = 0,1 m / s 2, D = 0,003 m / s 3). Izračunajte nakon kojeg će vremena nakon početka gibanja ubrzanje tijela biti jednako 2 m/s 2

Riješenje

Odgovor: t = 60 s.

Ako primijetite grešku u tekstu, označite je i pritisnite Ctrl+Enter

Jednoliko ubrzano krivocrtno gibanje

Krivolinijska gibanja su gibanja čije putanje nisu ravne, već zakrivljene linije. Planeti i riječne vode kreću se duž zakrivljenih putanja.

Krivocrtno gibanje uvijek je gibanje s akceleracijom, čak i ako je apsolutna vrijednost brzine konstantna. Krivocrtno kretanje sa stalno ubrzanje uvijek se događa u ravnini u kojoj se nalaze vektori ubrzanja i početne brzine točke. U slučaju krivocrtnog gibanja s konstantnom akceleracijom u ravnini xOy, projekcije vx i vy njegove brzine na osi Ox i Oy te koordinate x i y točke u bilo kojem trenutku t određene su formulama

Neravnomjerno kretanje. Gruba brzina

Nijedno se tijelo ne miče cijelo vrijeme stalna brzina. Kada se automobil pokrene, kreće se sve brže i brže. Može se kretati ravnomjerno neko vrijeme, ali onda uspori i stane. U tom slučaju automobil prijeđe različite udaljenosti u isto vrijeme.

Gibanje kod kojeg tijelo u jednakim vremenskim razmacima prijeđe nejednake duljine puta naziva se neravnomjerno. S takvim kretanjem brzina ne ostaje nepromijenjena. U ovom slučaju možemo govoriti samo o prosječnoj brzini.

Prosječna brzina pokazuje udaljenost koju tijelo prijeđe u jedinici vremena. Jednak je omjeru pomaka tijela i vremena gibanja. Prosječna brzina, kao i brzina tijela tijekom jednolikog gibanja, mjeri se u metrima podijeljenim sa sekundom. Kako bi se točnije opisalo gibanje, u fizici se koristi trenutna brzina.

Brzina tijela u određenom trenutku ili na određenoj točki putanje naziva se trenutna brzina. Trenutna brzina je vektorska veličina i usmjerena je na isti način kao i vektor pomaka. Pomoću brzinomjera možete izmjeriti trenutnu brzinu. U međunarodnom sustavu, trenutna brzina se mjeri u metrima podijeljenim sa sekundom.

brzina kretanja točke neravnomjerna

Kretanje tijela po kružnici

Krivocrtno gibanje vrlo je često u prirodi i tehnici. Složeniji je od ravne linije, budući da postoji mnogo zakrivljenih putanja; ovo kretanje je uvijek ubrzano, čak i kada se modul brzine ne mijenja.

Ali kretanje duž bilo koje zakrivljene staze može se približno prikazati kao kretanje duž lukova kružnice.

Kada se tijelo giba po kružnici, smjer vektora brzine se mijenja od točke do točke. Stoga, kada govore o brzini takvog kretanja, misle na trenutnu brzinu. Vektor brzine usmjeren je tangencijalno na kružnicu, a vektor pomaka usmjeren je duž tetiva.

Jednoliko kružno gibanje je gibanje pri kojem se ne mijenja modul brzine gibanja, već samo njegov smjer. Ubrzanje takvog gibanja uvijek je usmjereno prema središtu kružnice i naziva se centripetalno. Da bismo pronašli akceleraciju tijela koje se kreće po kružnici, potrebno je kvadrat brzine podijeliti s polumjerom kružnice.

Osim ubrzanja, kretanje tijela po kružnici karakteriziraju sljedeće veličine:

Period rotacije tijela je vrijeme u kojem tijelo napravi jedan potpuni krug. Period rotacije označen je slovom T i mjeri se u sekundama.

Frekvencija rotacije tijela je broj okretaja u jedinici vremena. Je li brzina rotacije označena slovom? i mjeri se u hercima. Da biste pronašli frekvenciju, trebate jedan podijeliti s periodom.

Linearna brzina je omjer gibanja tijela i vremena. Da bismo pronašli linearnu brzinu tijela u krugu, potrebno je opseg podijeliti s periodom (opseg je jednak 2? pomnožen s polumjerom).

Kutna brzina - fizička količina, jednak omjeru kuta rotacije polumjera kruga po kojem se tijelo kreće do vremena kretanja. Kutna brzina označena je slovom? i mjeri se u radijanima podijeljenim po sekundi. Možete li pronaći kutnu brzinu dijeljenjem s 2? za razdoblje od. Kutna brzina i linearna brzina međusobno. Da bismo pronašli linearnu brzinu, potrebno je pomnožiti kutnu brzinu s polumjerom kruga.

Slika 6. Kružno gibanje, formule.

Znamo da kada ravno kretanje smjer vektora brzine uvijek se poklapa sa smjerom gibanja. Što se može reći o smjeru brzine i pomaku tijekom zakrivljenog gibanja? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, koristit ćemo se istom tehnikom koju smo koristili u prethodnom poglavlju kada smo proučavali trenutnu brzinu pravocrtnog gibanja.

Slika 56 prikazuje određenu zakrivljenu putanju. Pretpostavimo da se po njemu tijelo giba od točke A do točke B.

U tom slučaju put koji tijelo prijeđe je luk A B, a njegov pomak je vektor.Naravno, ne može se pretpostaviti da je brzina tijela tijekom gibanja usmjerena duž vektora pomaka. Nacrtajmo niz tetiva između točaka A i B (slika 57) i zamislimo da se kretanje tijela događa upravo po tim tetivama. Na svakoj od njih tijelo se giba pravocrtno, a vektor brzine usmjeren je duž tetive.

Skratimo sada naše ravne dijelove (akorde) (slika 58). Kao i prije, na svakom od njih vektor brzine usmjeren je duž tetive. Ali jasno je da je izlomljena linija na slici 58 već sličnija glatkoj krivulji.

Jasno je, dakle, da ćemo daljnjim smanjivanjem duljine ravnih dionica, tako reći, razvući u točke i izlomljena linija će se pretvoriti u glatku krivulju. Brzina u svakoj točki ove krivulje bit će usmjerena tangencijalno na krivulju u ovoj točki (slika 59).

Brzina gibanja tijela u bilo kojoj točki na krivuljnoj putanji usmjerena je tangencijalno na putanju u toj točki.

Da je brzina točke pri krivocrtnom gibanju stvarno usmjerena po tangenti, uvjerava se npr. promatranjem rada gochnla (si. 60.). Ako krajeve čelične šipke pritisnete na rotirajući brusni kamen, vruće čestice koje silaze s kamena bit će vidljive u obliku iskri. Te čestice lete brzinom kojom

posjedovali su u trenutku odvajanja od kamena. Jasno se vidi da se smjer iskre uvijek poklapa s tangentom na kružnicu na mjestu gdje šipka dodiruje kamen. Prskanje od kotača automobila koji klizi također se kreće tangencijalno na kružnicu (slika 61).

Dakle, trenutna brzina tijela u različitim točkama krivuljaste putanje ima različite smjerove, kao što je prikazano na slici 62. Veličina brzine može biti ista u svim točkama putanje (vidi sliku 62) ili varirati od točke do točke. točka, od jednog trenutka u vremenu do drugog (slika 63).