Įvairūs fizikiniai reiškiniai, kūnai ir medžiagos pasižymi joms būdingomis savybėmis. Šių reiškinių, kūnų ir medžiagų savybes apibūdina fizikiniai dydžiai, tokie kaip greitis, laikas, masė, jėga ir daugelis kitų. Fizikiniai dydžiai leidžia gamtos dėsnius užrašyti matematiškai. Šiame straipsnyje aptarsime greičio grafiką ir jo ryšį su kitais fizikiniais dydžiais.
Fizikinių dydžių skirstymas
Fizikiniai dydžiai skirstomi į skaliarinius ir vektorinius. Vektoriniai dydžiai apibūdinami ne tik skaitine verte (moduliu), bet ir kryptimi. Pavyzdžiui, greitis, jėga ir pagreitis yra vektoriniai dydžiai. Brėžiniuose vektoriniai dydžiai vaizduojami atkarpomis, kurių ilgis pasirinktu masteliu išreiškia dydžio modulį, o rodyklė rodo kryptį. Atkarpos pradžia gali nurodyti kai kurių dydžių, pvz., jėgos, veikimo tašką. Skaliarai sudedami algebriškai, o vektoriai - geometriškai.
Vektorių sudėtis
Vektoriai sudedami pagal tam tikras taisykles. Jei du vektoriai išeina iš vieno taško, jie sudedami pagal lygiagretainio taisyklę. Vektorių galima perkelti iš vieno taško į kitą, nekeičiant jo dydžio ir krypties. Taip pat, vektorius galima sudėti išdėstant juos taip, kad vieno vektoriaus pradžia sutaptų su kito galu. Vektorius, jungiantis pirmojo vektoriaus pradžią su antrojo galu, yra abiejų vektorių suma.
Vektorių projekcijos
Sprendžiant fizikos uždavinius, algebriniai veiksmai dažnai yra paprastesni nei geometriniai. Todėl patogiau atlikti veiksmus su vektorių projekcijomis, o ne su pačiais vektoriais. Jei iš vektoriaus galų nuleisime statmenis į bet kurią ašį, atstumas tarp tų statmenų bus vektoriaus projekcija toje ašyje. Jei vektorius yra statmenas ašiai, jo projekcija lygi nuliui. Projekcija laikoma teigiama, jei nuo vektoriaus pradžios projekcijos prie jo galo projekcijos reikia eiti ašies kryptimi, ir neigiama - priešingu atveju. Vektorių sumos projekcija kurioje nors ašyje lygi algebrinei dedamųjų vektorių projekcijų sumai.
Mechaninis judėjimas
Fizika nagrinėja gamtoje vykstančius reiškinius, o vieni paprasčiausių yra mechaniniai. Viskas pasaulyje vyksta erdvėje ir laike. Kiekvienas kūnas bet kuriuo laiko momentu užima tam tikrą padėtį erdvėje kitų kūnų atžvilgiu. Jeigu kūno padėtis erdvėje kinta, sakoma, kad kūnas juda. Mechaniniu kūno judėjimu vadinamas jo padėties kitimas erdvėje kitų kūnų atžvilgiu laikui bėgant. Ištirti kūno judėjimą reiškia nustatyti, kaip jo padėtis kinta laikui bėgant.
Taip pat skaitykite: Psichotropinių medžiagų vartojimo prevencija
Judėjimo aprašymas
Mechaninis judėjimas yra labai įvairus: kūnai gali judėti skirtingomis trajektorijomis, lėčiau arba greičiau. Norint išspręsti pagrindinį mechanikos uždavinį, reikia gebėti trumpai ir tiksliai nurodyti, kaip kūnas juda, kaip kinta jo padėtis laikui bėgant. Tai reiškia, kad mums reikia matematiškai aprašyti judėjimą, t. y. nustatyti, kaip susiję mechaninį judėjimą apibūdinantys dydžiai.
Materialus taškas ir atskaitos sistema
Norint nustatyti kūno padėtį erdvėje, susidaro tam tikrų sunkumų, nes kiekvienas kūnas turi matmenis, o įvairūs jo taškai yra skirtingose erdvės vietose. Tačiau daugeliu atvejų nebūtina nurodyti judančio kūno kiekvieno taško padėties. To nereikia, kai visi kūno taškai juda vienodai (slinkamasis judėjimas). Kūnas, kurio matmenų pasirinktomis judėjimo sąlygomis galima nepaisyti, vadinamas materialiu tašku.
Kūno arba taško padėtį galima nurodyti tik kurio nors kito kūno atžvilgiu. Kūnas, kurio atžvilgiu nurodoma padėtis, vadinamas atskaitos kūnu. Atskaitos kūnas pasirenkamas laisvai, dažniausiai jis susiejamas su kuriuo nors žemės tašku. Per pasirinktą atskaitos kūną išvedamos koordinačių ašys.
Poslinkis
Judantis kūnas keičia savo padėtį, t. y., juda kur nors ir kokia nors kryptimi. Poslinkis yra kryptinė tiesės atkarpa, jungianti pradinę kūno padėtį su galine. Poslinkis yra vektorinis dydis. Pavyzdžiui, jei kūnas judėjo iš taško A į tašką B, norint nustatyti taško B padėtį, reikia žinoti pradines koordinates ir poslinkį.
Tiesiaeigis tolyginis judėjimas
Pats paprasčiausias judėjimo tipas yra tiesiaeigis tolyginis judėjimas. Tai toks judėjimas, kai kūno poslinkiai per bet kuriuos lygius laiko tarpus yra vienodi. Vienas iš dydžių, apibūdinančių judėjimą, yra greitis.
Taip pat skaitykite: Apie įkvepiančias asmenybes
Greitis
Tolyginio judėjimo greitis yra dydis, kurio skaitinė reikšmė lygi kūno nueitam poslinkiui per laiko vienetą. SI sistemoje greičio vienetas yra m/s. Formulė rodo, kaip tolygiai judančio kūno koordinatė priklauso nuo laiko.
Grafinis vaizdavimas
Vienų dydžių priklausomybes nuo kitų galima išreikšti formule arba grafiku. Grafikas parodo, kaip vienas dydis kinta priklausomai nuo kito. Iš grafiko galima nustatyti judėjimo rūšį. Pavyzdžiui, tolyginio judėjimo greičio grafikas yra tiesė, lygiagreti laiko ašiai, nes tolygiai tiesiaeigiškai judančio kūno greitis laikui bėgant nekinta.
Judėjimo reliatyvumas
Kūnų padėtis ir judėjimas yra reliatyvūs, o tai reiškia, kad skirtingų atskaitos sistemų atžvilgiu ir kūnų padėtis, ir judėjimas yra skirtingi. Pavyzdžiui, važiuojančiame vagone sėdintis keleivis vagono atžvilgiu nejuda, o pakelės daiktų atžvilgiu juda. Tas pats keleivis, eidamas iš vieno vagono galo į kitą greičiu v1, traukinys judėdamas greičiu v2, tai žmogaus greitis žemės atžvilgiu bus lygus v = v1 + v2.
Netolyginis judėjimas
Tolyginis judėjimas pasitaiko palyginti retai. Netolygiai juda traukiniai, automobiliai ir t. t. Judėjimas, kai kūno poslinkiai per vienodus laiko tarpus nelygūs, vadinamas netolyginiu. Nagrinėjant netolyginį judėjimą, dažnai vartojama vidutinio greičio sąvoka.
Momentinis greitis
Be vidutinio greičio, nagrinėjant netolyginį judėjimą, reikia žinoti ir momentinį greitį. Kūno greitis kuriuo nors momentu arba kuriame nors trajektorijos taške vadinamas momentiniu greičiu. Momentinį greitį rodo automobilio spidometras. Momentinis greitis lygus pakankamai mažo poslinkio trajektorijos ruože, kuriam priklauso taškas, ir mažo laiko tarpo, per kurį atliekamas tas poslinkis, santykiui.
Taip pat skaitykite: Suprasti tiesiogiai proporcingus dydžius
Pagreitis
Tolygiai kintamo judančio kūno pagreičiu vadinamas pastovus dydis, lygus kūno greičio pokyčio ir laiko, per kurį tas pokytis įvyko, santykiui. Pagreitis yra vektorinis dydis. Jei v > vo, pagreitis teigiamas, kūno greitis didėja, o jei v < vo, pagreitis neigiamas, kūno greitis mažėja.
Judėjimo lygtys ir grafikai
Judėjimo lygtys matematiškai aprašo kūno padėtį, greitį ir pagreitį laiko atžvilgiu. Šios lygtys leidžia apskaičiuoti įvairius judėjimo parametrus, tokius kaip susitikimo vieta ir laikas, nuvažiuotas kelias ir kūno padėtis po tam tikro laiko tarpo.
Tiesiaeigis tolyginis judėjimas
Tiesiaeigis tolyginis judėjimas apibūdinamas pastoviu greičiu, t. y., kūnas juda tiese pastoviu greičiu. Jei kūnas juda tiese x, tai jo greičio projekcija yra pastovi (vx = const), o kūno koordinatė kinta taip: x = x0 + vxt, kur x0 yra kūno koordinatė pradiniu laiko momentu. Toks judėjimas yra be pagreičio, taigi ax = 0.
Tiesiaeigis tolygiai kintamas judėjimas
Tiesiaeigis tolygiai kintamas judėjimas apibūdinamas kintančiu greičiu, tačiau tas greitis kinta ne bet kaip, o per vienodą laiko tarpą pakinta tokiu pačiu dydžiu. Greičio kitimą apibūdina pagreitis, kurio projekcija randama pagal formulę: ax = (vx - v0x) / Δt, kur v0x yra kūno greičio projekcija pradiniu momentu, o vx - po laiko tarpo Δt.
Grafinis vaizdavimas
Tiesiaeigio tolyginio judėjimo atveju, kadangi vx = const, greičio projekcijos priklausomybė nuo laiko vaizduojama tiese, lygiagrečia su laiko ašimi. Tolygiai kintamojo judėjimo atveju iš lygties vx = v0x + axt matome, jog grafikas taip pat bus tiesė.
Vektoriniai ir skaliariniai dydžiai
Fizikoje, norint analizuoti ir aiškinti įvairius fizikinius reiškinius, labai svarbu suprasti vektorinių ir skalarinių dydžių skirtumus. Vektorinis dydis - tai fizikinis matas, turintis ir dydį, ir kryptį. Skalariniai dydžiai, priešingai, yra fizikiniai matavimai, kurie turi tik dydį ir neturi krypties.
Skirtumai ir panaudojimas
Pagrindinis vektorinių ir skalarinių dydžių skirtumas yra tas, kad vektoriai turi ir dydį, ir kryptį, o skaliarai - tik dydį. Šis skirtumas yra labai svarbus fizikoje, nes turi įtakos šių dydžių naudojimui atliekant skaičiavimus ir jų tarpusavio sąveikai. Pavyzdžiui, vektorinius dydžius galima sudėti taikant vektorių sudėties taisykles, kuriose atsižvelgiama ir į jų dydžius, ir į kryptis.
tags: #kuriu #fizikiniu #dydziu #priklausomybe #atskleidzia #greicio