_Прямолинейное равноускоренное движение. Ускорение

Равномерное движение, то есть движение с постоянной скоростью, редко встречается на практике. Намного чаще скорость тела изменяется с течением времени. И такое движение называют неравномерным.

Неравномерное движение – это движение с изменяющейся скоростью.

Такое движение можно наблюдать в аэропорту, на перекрестках дорог, на железнодорожных станциях. Скорость тел непрерывно меняется – то увеличивается (ускоренное движение), то уменьшается (замедленное движение). То есть характеризовать такое движение мы будем величиной изменения скорости. 

Падающие и подброшенные вверх тела так же движутся неравномерно.

Самый простой тип неравномерного движения – это прямолинейное равноускоренное движение.

Приведем примеры подобного движения.

Предположим гоночный автомобиль начал разгоняться на прямом участке трассы. Причем скорость его увеличивалась за каждые равные промежутки времени на одинаковую величину, то такое движение называют равноускоренным.

Охарактеризовать такое движение можно с помощью новой физической величины, которую называют мгновенной скоростью. Такую скорость при неравномерном движении показывает уже хорошо известный прибор -  спидометр.

Мгновенная скорость – это скорость в каждой конкретной точке траектории в соответствующий момент времени.

Мгновенная скорость различных тел, которые движутся равноускорено, может изменяться по-разному.

Так, например, поезд метрополитена может изменить свою скорость за каждую секунду на 1м/с, гоночный автомобиль за каждую секунду на 8 м/с.

Тогда, если мы сравним движение поезда и гоночного автомобиля, то скажем, что автомобиль разогнался быстрее, или ускорение автомобиля больше.

Новая физическая величина, с помощью которой мы будем характеризовать равноускоренное движение, называется ускорение.

Предположим, что в течение промежутка времени t скорость тела изменилась от v₀  до v. Где v₀ – скорость тела в момент времени t₀=0 (то есть начальная скорость),  v – скорость тела в момент времени t (конечная скорость).

Изменение скорости за время t есть разность .

Для того чтобы найти изменение скорости за единицу времени необходимо разделить эту разность на все время t.

Отношение изменения скорости к промежутку времени, в течение которого это изменение произошло, называют ускорением. И обозначают буквой .

Ускорение, так же, как и скорость имеет направление, значит ускорение – векторная величина.

За единицу ускорения в международной системе единиц (СИ) принято считать такое изменение скорости, при котором за одну секунду скорость тела изменяется на 1м/с. То есть ускорение выражается в метр на секунду в квадрате.

Так же можно использовать и другие единицы измерения.

При решении задач, мы будем работать с проекциями векторов на ось OX. Тогда уравнение для нахождения проекции ускорения на ось икс будет выглядеть так:
.

Обычно, когда тело разгоняется – то говорят об ускоренном движении, когда тело тормозит о замедленном. Однако в механике оба эти случая будут характеризоваться, как движение с ускорением. Если скорость тела увеличивается, то направление скорости тела и ускорения совпадают, если тело тормозит, то вектор ускорения направлен противоположно вектору скорости.

И если мы найдем проекцию вектора на ось OX для первого случая, мы заметим, что она положительна, т.к. направление движения и направление оси OX совпадает. Для второго случая, она отрицательна, т.к. вектор ускорения направлен противоположно оси OX.