Movimento irregular (variável). Velocidade média

Na vida real é muito difícil encontrar movimento uniforme, pois os objetos do mundo material não podem se mover com tanta precisão, e mesmo por um longo período de tempo, então geralmente na prática é usado um conceito físico mais realista que caracteriza o movimento de um determinado corpo no espaço e no tempo.

Nota 1

O movimento irregular é caracterizado pelo fato de que um corpo pode percorrer caminhos iguais ou diferentes em períodos iguais de tempo.

Para compreender completamente este tipo de movimento mecânico, é introduzido o conceito adicional de velocidade média.

Velocidade média

Definição 1

A velocidade média é uma quantidade física igual à razão entre todo o caminho percorrido pelo corpo e o tempo total de movimento.

Este indicador é considerado em uma área específica:

$\upsilon = \frac(\Delta S)(\Delta t)$

Por esta definição, a velocidade média é uma grandeza escalar, uma vez que o tempo e a distância são grandezas escalares.

A velocidade média pode ser determinada pela equação de deslocamento:

A velocidade média nesses casos é considerada uma grandeza vetorial, pois pode ser determinada através da razão entre a grandeza vetorial e a grandeza escalar.

A velocidade média de movimento e a velocidade média de deslocamento caracterizam o mesmo movimento, mas são quantidades diferentes.

Geralmente é cometido um erro no processo de cálculo da velocidade média. Consiste no fato de que o conceito de velocidade média é por vezes substituído pela velocidade média aritmética do corpo. Este defeito é permitido em diferentes áreas do movimento corporal.

A velocidade média de um corpo não pode ser determinada pela média aritmética. Para resolver problemas, é utilizada a equação da velocidade média. Com ele você pode encontrar a velocidade média de um corpo em uma determinada área. Para isso, divida todo o caminho percorrido pelo corpo pelo tempo total de movimento.

A quantidade desconhecida $\upsilon$ pode ser expressa em termos de outras. Eles são designados:

$L_0$ e $\Delta t_0$.

Obtemos uma fórmula segundo a qual é realizada a busca por uma quantidade desconhecida:

$L_0 = 2 ∙ L$, e $\Delta t_0 = \Delta t_1 + \Delta t_2$.

Ao resolver uma longa cadeia de equações, pode-se chegar à versão original da busca pela velocidade média de um corpo em uma determinada área.

Com o movimento contínuo, a velocidade do corpo também muda continuamente. Tal movimento dá origem a um padrão no qual a velocidade em quaisquer pontos subsequentes da trajetória difere da velocidade do objeto no ponto anterior.

Velocidade instantânea

A velocidade instantânea é a velocidade em um determinado período de tempo em um determinado ponto da trajetória.

A velocidade média de um corpo será mais diferente da velocidade instantânea nos casos em que:

é maior que o intervalo de tempo $\Delta t$;
é menos que um período de tempo.

Definição 2

A velocidade instantânea é uma quantidade física igual à razão entre um pequeno movimento em um determinado trecho da trajetória ou caminho percorrido por um corpo e o curto período de tempo durante o qual esse movimento foi realizado.

A velocidade instantânea torna-se uma grandeza vetorial quando se fala em velocidade média de movimento.

A velocidade instantânea torna-se uma quantidade escalar quando se trata da velocidade média de um caminho.

Com movimento irregular, ocorre uma mudança na velocidade de um corpo em períodos iguais de tempo em uma quantidade igual.

O movimento uniforme de um corpo ocorre no momento em que a velocidade de um objeto muda em uma quantidade igual durante quaisquer períodos iguais de tempo.

Tipos de movimento irregular

Com movimentos irregulares, a velocidade do corpo muda constantemente. Existem tipos principais de movimento desigual:

movimento em círculo;
o movimento de um corpo lançado ao longe;
movimento uniformemente acelerado;
câmera lenta uniforme;
movimento uniforme
movimento desigual.

A velocidade pode variar de acordo com o valor numérico. Esse movimento também é considerado desigual. O movimento uniformemente acelerado é considerado um caso especial de movimento irregular.

Definição 3

Movimento desigualmente variável é o movimento de um corpo quando a velocidade do objeto não muda em uma certa quantidade durante quaisquer períodos de tempo desiguais.

O movimento igualmente variável é caracterizado pela possibilidade de aumentar ou diminuir a velocidade de um corpo.

O movimento é denominado uniformemente lento quando a velocidade de um corpo diminui. O movimento uniformemente acelerado é um movimento no qual a velocidade de um corpo aumenta.

Aceleração

Para movimentos irregulares, mais uma característica foi introduzida. Essa quantidade física é chamada de aceleração.

A aceleração é uma grandeza física vetorial igual à razão entre a mudança na velocidade de um corpo e o momento em que essa mudança ocorreu.

$a=\frac(\upsilon )(t)$

Com movimento uniformemente alternado, não há dependência da aceleração da mudança na velocidade do corpo, bem como do tempo de mudança dessa velocidade.

A aceleração indica a mudança quantitativa na velocidade de um corpo durante uma determinada unidade de tempo.

Para obter uma unidade de aceleração, é necessário substituir as unidades de velocidade e tempo na fórmula clássica de aceleração.

Na projeção no eixo de coordenadas 0X, a equação terá a seguinte forma:

$υx = υ0x + machado ∙ \Delta t$.

Se você conhece a aceleração de um corpo e sua velocidade inicial, poderá encontrar a velocidade em qualquer momento com antecedência.

Uma quantidade física que é igual à razão entre o caminho percorrido por um corpo em um período específico de tempo e a duração de tal intervalo é a velocidade média no solo. A velocidade média de solo é expressa como:

quantidade escalar;
valor não negativo.

A velocidade média é representada em forma vetorial. É direcionado para onde o movimento do corpo é direcionado durante um determinado período de tempo.

O módulo da velocidade média é igual à velocidade média do solo nos casos em que o corpo esteve se movendo em uma direção durante todo esse tempo. O módulo da velocidade média diminui para a velocidade média de solo se, durante o processo de movimento, o corpo mudar a direção de seu movimento.

Velocidade média. No § 9 dissemos que a afirmação sobre a uniformidade de um determinado movimento só é verdadeira no grau de precisão com que as medições são feitas. Por exemplo, usando um cronômetro, você pode descobrir que o movimento de um trem, que parece uniforme em uma medição aproximada, revela-se irregular em uma medição mais precisa.

Mas quando o trem se aproximar da estação, detectaremos a irregularidade de seu movimento mesmo sem cronômetro. Mesmo medições aproximadas nos mostrarão que os intervalos de tempo durante os quais um trem viaja de um poste telegráfico a outro estão se tornando cada vez mais longos. Com o pequeno grau de precisão que se consegue medindo o tempo por um relógio, o movimento do trem no trecho é uniforme, mas ao se aproximar da estação é irregular. Vamos colocar um conta-gotas em um carrinho de brinquedo, ligá-lo e deixá-lo rolar pela mesa. No meio do movimento, as distâncias entre as gotas acabam sendo as mesmas (o movimento é uniforme), mas aí, quando a planta se aproxima do final, vai perceber que as gotas vão caindo cada vez mais próximas umas das outras - o movimento é irregular (Fig. 25).

Ao se mover de forma desigualé impossível falar em qualquer velocidade específica, pois a relação entre a distância percorrida e o período de tempo correspondente não é a mesma para seções diferentes, como foi o caso do movimento uniforme. Se, no entanto, estamos interessados no movimento apenas em qualquer seção específica do caminho, então esse movimento como um todo pode ser caracterizado pela introdução do conceito velocidade média:A velocidade média do movimento irregular em uma determinada seção do caminho é a razão entre o comprimento desta seção e o período de tempo durante o qual esta seção é ultrapassada :

. (14.1)

A partir disso fica claro que velocidade média é igual à velocidade desse movimento uniforme no qual o corpo cobriria uma determinada seção do caminho no mesmo período de tempo que durante o movimento real.

Como no caso do movimento uniforme, você pode usar uma fórmula para determinar a distância percorrida em um determinado período de tempo a uma determinada velocidade média e uma fórmula para determinar o tempo durante o qual um determinado caminho é percorrido a uma determinada velocidade média. Mas estas fórmulas só podem ser utilizadas para aquele troço do percurso e para o período de tempo para o qual esta velocidade média foi calculada. Por exemplo, conhecendo a velocidade média em um trecho do caminho AB e conhecendo o comprimento AB, é possível determinar o tempo durante o qual esse trecho foi percorrido, mas é impossível encontrar o tempo durante o qual metade do trecho AB foi percorrido, pois a velocidade média em meio trecho com movimento irregular, em geral, não será igual à velocidade média em todo o trecho.

Se para qualquer trecho do caminho a velocidade média for a mesma, isso significa que o movimento é uniforme e a velocidade média é igual à velocidade desse movimento uniforme.

Se a velocidade média for conhecida para períodos de tempo sucessivos individuais, então a velocidade média poderá ser encontrada para o tempo total de movimento. Deixe, por exemplo, o trem se mover por duas horas, e sua velocidade média nos primeiros 10 minutos foi de 18 km/h, na hora e meia seguinte - 50 km/h e no resto do tempo - 30 km/h. h. Vamos encontrar os caminhos percorridos em períodos de tempo separados. Eles serão iguais quilômetros; quilômetros; km. Isso significa que a distância total percorrida pelo trem é de km. Como todo esse trajeto foi percorrido em duas horas, a velocidade média exigida km/h

Este exemplo mostra como calcular a velocidade média e, no caso geral, quando são conhecidas as velocidades médias nas quais o corpo se moveu em períodos sucessivos de tempo. A velocidade média de todo o movimento é expressa pela fórmula

O movimento uniforme é o movimento a uma velocidade constante. Ou seja, em outras palavras, o corpo deve percorrer a mesma distância em períodos iguais de tempo. Por exemplo, se um carro percorre uma distância de 50 quilômetros a cada hora de viagem, esse movimento será uniforme.

Geralmente, o movimento uniforme é muito raramente encontrado na vida real. Exemplos de movimento uniforme na natureza incluem a rotação da Terra em torno do Sol. Ou, por exemplo, o final do ponteiro dos segundos de um relógio também se moverá uniformemente.

Cálculo da velocidade durante movimento uniforme

A velocidade de um corpo durante o movimento uniforme será calculada usando a seguinte fórmula.

Velocidade = caminho/tempo.

Se denotarmos a velocidade do movimento pela letra V, o tempo do movimento pela letra t e a distância percorrida pelo corpo pela letra S, obteremos a seguinte fórmula.

V=s/t.

A unidade de velocidade é 1 m/s. Ou seja, um corpo percorre uma distância de um metro em um tempo igual a um segundo.

O movimento com velocidade variável é chamado de movimento irregular. Na maioria das vezes, todos os corpos da natureza se movem de forma desigual. Por exemplo, quando uma pessoa caminha por algum lugar, ela se move de forma irregular, ou seja, sua velocidade mudará ao longo de todo o trajeto.

Cálculo da velocidade durante movimento irregular

Com movimentos irregulares, a velocidade muda o tempo todo, e neste caso estamos falando da velocidade média do movimento.

A velocidade média do movimento irregular é calculada pela fórmula

Vcp=S/t.

A partir da fórmula de determinação da velocidade podemos obter outras fórmulas, por exemplo, para calcular a distância percorrida ou o tempo que o corpo se deslocou.

Cálculo do caminho para movimento uniforme

Para determinar o caminho percorrido por um corpo durante um movimento uniforme, é necessário multiplicar a velocidade do movimento do corpo pelo tempo que o corpo se moveu.

S=V*t.

Ou seja, conhecendo a velocidade e o tempo do movimento, sempre podemos encontrar o caminho.

Agora obtemos uma fórmula para calcular o tempo de movimento, dada a velocidade de movimento conhecida e a distância percorrida.

Cálculo do tempo durante movimento uniforme

Para determinar o tempo de movimento uniforme, é necessário dividir a distância percorrida pelo corpo pela velocidade com que esse corpo se moveu.

t=S/V.

As fórmulas obtidas acima serão válidas se o corpo estiver em movimento uniforme.

Ao calcular a velocidade média do movimento irregular, assume-se que o movimento foi uniforme. Com base nisso, para calcular a velocidade média do movimento irregular, a distância ou o tempo do movimento, são utilizadas as mesmas fórmulas do movimento uniforme.

Cálculo de caminho para movimento irregular

Descobrimos que o caminho percorrido por um corpo durante um movimento irregular é igual ao produto da velocidade média pelo tempo que o corpo se moveu.

S=Vcp*t

Cálculo do tempo para movimento irregular

O tempo necessário para percorrer um determinado caminho durante um movimento irregular é igual ao quociente do caminho dividido pela velocidade média do movimento irregular.

t=S/Vcp.

O gráfico do movimento uniforme nas coordenadas S(t) será uma linha reta.

Cinemática- parte da mecânica em que se estuda o movimento de um ponto material sem considerar os motivos que provocam esse movimento.

Movimento mecânico do corpoé chamada de mudança em sua posição no espaço em relação a outros corpos ao longo do tempo.

A principal tarefa da mecânica- determinar a posição do corpo no espaço a qualquer momento.

Um movimento no qual todos os pontos do corpo se movem igualmente é chamado movimento do corpo para a frente.

Um corpo cujas dimensões podem ser desprezadas nas condições do movimento em estudo é denominado ponto material

Corpo de referência- trata-se de qualquer corpo convencionalmente aceito como imóvel, em relação ao qual se considera o movimento de outros corpos.

Assistir- um instrumento no qual o movimento periódico é usado para medir períodos de tempo.

Sistema de referência representa um corpo de referência, um sistema de coordenadas associado e um relógio.

TRAJETÓRIA, CAMINHO E MOVIMENTO

Trajetória- uma linha que um ponto material descreve durante seu movimento.

O caminho é o comprimento da trajetória do corpo.

Ao mover o corpoé um vetor que conecta a posição inicial de um corpo à sua posição final.

DESLOCAMENTO E VELOCIDADE DURANTE O MOVIMENTO UNIFORME LINEAR DIREITO

Movimento em linha reta- um movimento cuja trajetória é uma linha reta.

Um movimento no qual um corpo realiza movimentos iguais em intervalos iguais de tempo é chamado movimento uniforme.

Velocidade do movimento retilíneo uniforme- a razão entre o vetor de movimento de um corpo durante qualquer período de tempo e o valor deste intervalo:

Conhecendo a velocidade, você pode encontrar o deslocamento durante um período de tempo conhecido usando a fórmula

No movimento retilíneo uniforme, os vetores velocidade e deslocamento têm a mesma direção.

Projeção de movimento no eixo X: s x = x t . Como s x = x - x 0, então a coordenada do corpo x = x 0 + s x. Da mesma forma para o eixo y: y = y 0 + s y.

Como resultado, obtemos as equações do movimento retilíneo uniforme de um corpo em projeções nos eixos x e y:

RELATIVIDADE DO MOVIMENTO

A posição do corpo é relativa, ou seja, é diferente em diferentes sistemas de referência. Portanto, seu movimento também é relativo.

VELOCIDADE COM MOVIMENTO DESIGUAL

Desigualé um movimento no qual a velocidade de um corpo muda ao longo do tempo.

A velocidade média do movimento irregular é igual à razão entre o vetor deslocamento e o tempo de viagem

Então o deslocamento durante o movimento irregular

Velocidade instantâneaé a velocidade de um corpo em um determinado momento ou em um determinado ponto da trajetória.

ACELERAÇÃO. MOVIMENTO UNIFORMMENTE ACELERADO

Acelerado uniformementeé um movimento no qual a velocidade de um corpo muda igualmente em quaisquer intervalos iguais de tempo.

Aceleração do corpoé a razão entre a mudança na velocidade de um corpo e o tempo durante o qual essa mudança ocorreu.

A aceleração caracteriza a taxa de mudança na velocidade.

A aceleração é uma grandeza vetorial. Mostra como a velocidade instantânea de um corpo muda por unidade de tempo.

Conhecendo a velocidade inicial do corpo e sua aceleração, a partir da fórmula (1) você pode encontrar a velocidade a qualquer momento:

Para fazer isso, a equação deve ser escrita em projeções no eixo selecionado:

V x =V 0x + a x t

O gráfico da velocidade para movimento uniformemente acelerado é uma linha reta.

DESLOCAMENTO E TRAJETÓRIA EM MOVIMENTO ACELERADO UNIFORME RETILÍNEO

Suponhamos que o corpo se moveu no tempo t, movendo-se com aceleração. Se a velocidade mudar de para e dado isso,

Usando um gráfico de velocidade, você pode determinar a distância percorrida por um corpo em um tempo conhecido - é numericamente igual à área da superfície sombreada.

QUEDA LIVRE DE CORPOS

O movimento dos corpos no espaço sem ar sob a influência da gravidade é denominado queda livre.

A queda livre é um movimento uniformemente acelerado. A aceleração da gravidade num determinado local da Terra é constante para todos os corpos e não depende da massa do corpo em queda: g = 9,8 m/s 2 .

Para resolver vários problemas da seção "Cinemática", são necessárias duas equações:

Exemplo: Um corpo, movendo-se uniformemente acelerado a partir de um estado de repouso, percorreu uma distância de 18 m no quinto segundo. Qual é a aceleração e que distância o corpo percorreu em 5 s?

No quinto segundo, o corpo percorreu a distância s = s 5 - s 4 e s 5 e s 4 são as distâncias percorridas pelo corpo em 4 e 5 s, respectivamente.

Responder: um corpo se movendo com aceleração de 4 m/s2 percorre 50 m em 5 s.

Tarefas e testes sobre o tema "Tópico 1. "Mecânica. Fundamentos da cinemática."

Ponto material (sistema de referência)
Aulas: 3 Tarefas: 9 Testes: 1
Gráficos da dependência das grandezas cinemáticas com o tempo durante movimento uniformemente acelerado - Leis de interação e movimento dos corpos: fundamentos da cinemática, 9º ano
Aulas: 2 Tarefas: 9 Testes: 1

Aulas: 1 Tarefas: 9 Testes: 1

Para realizar trabalhos sobre o tema “Mecânica” você precisa conhecer as leis de Newton, leis da gravitação universal, leis de Hooke, conservação do momento e da energia, bem como as fórmulas básicas da cinemática (equações de coordenadas, velocidade e deslocamento).

Seguir rigorosamente a ordem de estudo da matéria teórica proposta nas recomendações do curso de Física.

Ao realizar tarefas do curso de Mecânica, preste atenção aos sinais de projeção dos vetores no sistema de referência selecionado. Este é um erro comum que estudantes do ensino médio cometem.

Não tenha preguiça de desenhar diagramas (desenhos) de problemas - isso pode tornar a solução do problema muito mais fácil para você.

Analise as condições de cada tarefa específica, compare as respostas com as condições e a realidade.

Não invente seus próprios problemas usando os dados originais!

Rolar o corpo em um plano inclinado (Fig. 2);

Arroz. 2. Rolar o corpo em um plano inclinado ()

Queda livre (Fig. 3).

Todos esses três tipos de movimento não são uniformes, ou seja, sua velocidade muda. Nesta lição, veremos o movimento irregular.

Movimento uniforme - movimento mecânico no qual um corpo percorre a mesma distância em quaisquer períodos iguais de tempo (Fig. 4).

Arroz. 4. Movimento uniforme

O movimento é chamado de desigual, em que o corpo percorre caminhos desiguais em períodos iguais de tempo.

Arroz. 5. Movimento irregular

A principal tarefa da mecânica é determinar a posição do corpo em qualquer momento. Quando o corpo se move de forma desigual, a velocidade do corpo muda, portanto, é necessário aprender a descrever a mudança na velocidade do corpo. Para isso, são introduzidos dois conceitos: velocidade média e velocidade instantânea.

O fato de uma mudança na velocidade de um corpo durante um movimento irregular nem sempre precisa ser levado em consideração ao considerar o movimento de um corpo ao longo de uma grande seção do caminho como um todo (não nos importamos com a velocidade em; cada momento), é conveniente introduzir o conceito de velocidade média.

Por exemplo, uma delegação de crianças em idade escolar viaja de trem de Novosibirsk a Sochi. A distância ferroviária entre essas cidades é de aproximadamente 3.300 km. A velocidade do trem quando saiu de Novosibirsk era , isso significa que no meio da viagem a velocidade era assim o mesmo, mas na entrada de Sochi [M1]? É possível, tendo apenas estes dados, dizer que o tempo de viagem será (Fig. 6). Claro que não, já que os moradores de Novosibirsk sabem que leva aproximadamente 84 horas para chegar a Sochi.

Arroz. 6. Ilustração, por exemplo

Ao considerar o movimento de um corpo ao longo de uma grande seção do caminho como um todo, é mais conveniente introduzir o conceito de velocidade média.

Velocidade média eles chamam de razão entre o movimento total que o corpo realizou e o tempo durante o qual esse movimento foi realizado (Fig. 7).

Arroz. 7. Velocidade média

Esta definição nem sempre é conveniente. Por exemplo, um atleta corre 400 m – exatamente uma volta. O deslocamento do atleta é 0 (Fig. 8), mas entendemos que sua velocidade média não pode ser zero.

Arroz. 8. O deslocamento é 0

Na prática, o conceito de velocidade média de deslocamento é o mais utilizado.

Velocidade média de soloé a razão entre o caminho total percorrido pelo corpo e o tempo durante o qual o caminho foi percorrido (Fig. 9).

Arroz. 9. Velocidade média de solo

Existe outra definição de velocidade média.

Velocidade média- esta é a velocidade com que um corpo deve se mover uniformemente para percorrer uma determinada distância no mesmo tempo que levou para se mover de forma desigual.

Do curso de matemática sabemos o que é a média aritmética. Para os números 10 e 36 será igual a:

Para saber a possibilidade de utilizar esta fórmula para encontrar a velocidade média, vamos resolver o seguinte problema.

Tarefa

Um ciclista sobe uma ladeira a uma velocidade de 10 km/h, gastando 0,5 hora. Depois desce a uma velocidade de 36 km/h em 10 minutos. Encontre a velocidade média do ciclista (Fig. 10).

Arroz. 10. Ilustração para o problema

Dado:; ; ;

Encontrar:

Solução:

Como a unidade de medida dessas velocidades é km/h, encontraremos a velocidade média em km/h. Portanto, não converteremos estes problemas em SI. Vamos converter para horas.

A velocidade média é:

O caminho completo () consiste no caminho subindo a encosta () e descendo a encosta ():

O caminho para subir a encosta é:

O caminho descendo a encosta é:

O tempo necessário para percorrer o caminho completo é:

Responder:.

Com base na resposta ao problema, vemos que é impossível utilizar a fórmula da média aritmética para calcular a velocidade média.

O conceito de velocidade média nem sempre é útil para resolver o problema principal da mecânica. Voltando ao problema do trem, não se pode dizer que se a velocidade média ao longo de todo o trajeto do trem for igual a , então após 5 horas ele estará a uma distância de Novosibirsk.

A velocidade média medida durante um período infinitesimal de tempo é chamada velocidade instantânea do corpo(por exemplo: o velocímetro de um carro (Fig. 11) mostra a velocidade instantânea).

Arroz. 11. O velocímetro do carro mostra a velocidade instantânea

Existe outra definição de velocidade instantânea.

Velocidade instantânea– a velocidade de movimento do corpo em um determinado momento, a velocidade do corpo em um determinado ponto da trajetória (Fig. 12).

Arroz. 12. Velocidade instantânea

Para entender melhor essa definição, vejamos um exemplo.

Deixe o carro seguir em frente por um trecho da rodovia. Temos um gráfico da projeção do deslocamento versus tempo para um determinado movimento (Fig. 13), vamos analisar esse gráfico.

Arroz. 13. Gráfico de projeção de deslocamento versus tempo

O gráfico mostra que a velocidade do carro não é constante. Digamos que você precise encontrar a velocidade instantânea do carro 30 segundos após o início da observação (no ponto UM). Usando a definição de velocidade instantânea, encontramos a magnitude da velocidade média no intervalo de tempo de a . Para fazer isso, considere um fragmento deste gráfico (Fig. 14).

Arroz. 14. Gráfico de projeção de deslocamento versus tempo

Para verificar a exatidão de encontrar a velocidade instantânea, vamos encontrar o módulo da velocidade média para o intervalo de tempo de a , para isso consideramos um fragmento do gráfico (Fig. 15).

Arroz. 15. Gráfico de projeção de deslocamento versus tempo

Calculamos a velocidade média durante um determinado período de tempo:

Obtivemos dois valores da velocidade instantânea do carro 30 segundos após o início da observação. Mais preciso será o valor onde o intervalo de tempo for menor, ou seja. Se diminuirmos mais fortemente o intervalo de tempo em consideração, então a velocidade instantânea do carro no ponto UM será determinado com mais precisão.

A velocidade instantânea é uma grandeza vetorial. Portanto, além de localizá-lo (encontrar seu módulo), é necessário saber como ele é direcionado.

(at ) – velocidade instantânea

A direção da velocidade instantânea coincide com a direção do movimento do corpo.

Se um corpo se move de forma curvilínea, então a velocidade instantânea é direcionada tangencialmente à trajetória em um determinado ponto (Fig. 16).

Tarefa 1

A velocidade instantânea () pode mudar apenas na direção, sem mudar em magnitude?

Solução

Para resolver isso, considere o exemplo a seguir. O corpo se move ao longo de uma trajetória curva (Fig. 17). Vamos marcar um ponto na trajetória do movimento UM e período B. Observemos a direção da velocidade instantânea nesses pontos (a velocidade instantânea é direcionada tangencialmente ao ponto da trajetória). Sejam as velocidades e iguais em magnitude e iguais a 5 m/s.

Responder: Talvez.

Tarefa 2

A velocidade instantânea pode mudar apenas em magnitude, sem mudar de direção?

Solução

Arroz. 18. Ilustração para o problema

A Figura 10 mostra que no ponto UM e no ponto B a velocidade instantânea está na mesma direção. Se um corpo se move uniformemente acelerado, então.

Responder: Talvez.

Nesta lição, começamos a estudar o movimento irregular, ou seja, movimento com velocidade variável. As características do movimento irregular são velocidades médias e instantâneas. O conceito de velocidade média baseia-se na substituição mental do movimento irregular pelo movimento uniforme. Às vezes o conceito de velocidade média (como vimos) é muito conveniente, mas não é adequado para resolver o problema principal da mecânica. Portanto, é introduzido o conceito de velocidade instantânea.

Referências

G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Física 10. - M.: Educação, 2008.
AP Rymkevich. Física. Livro de problemas 10-11. - M.: Abetarda, 2006.
O.Ya. Savchenko. Problemas de física. - M.: Nauka, 1988.
A.V. Perishkin, V.V. Krauklis. Curso de física. T. 1. - M.: Estado. professor Ed. min. educação da RSFSR, 1957.

Portal da Internet “School-collection.edu.ru” ().
Portal da Internet “Virtulab.net” ().

Trabalho de casa

Perguntas (1-3, 5) no final do parágrafo 9 (página 24); G.Ya. Myakishev, B. B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Física 10 (ver lista de leituras recomendadas)
É possível, conhecendo a velocidade média durante um determinado período de tempo, encontrar o deslocamento realizado por um corpo durante qualquer parte desse intervalo?
Qual é a diferença entre a velocidade instantânea durante o movimento linear uniforme e a velocidade instantânea durante o movimento irregular?
Enquanto dirigia um carro, as leituras do velocímetro eram feitas a cada minuto. É possível determinar a velocidade média de um carro a partir desses dados?
O ciclista percorreu o primeiro terço do percurso a uma velocidade de 12 km por hora, o segundo terço a uma velocidade de 16 km por hora e o último terço a uma velocidade de 24 km por hora. Encontre a velocidade média da bicicleta durante toda a viagem. Dê sua resposta em km/hora