миттєва швидкість

Жодне тіло не рухається весь час з постійною швидкістю. Рушаючи з місця, автомобіль починає рухатися все швидше і швидше. Деякий час він може рухатися рівномірно або майже рівномірно, але рано чи пізно уповільнює рух і зупиняється. При цьому він проходить різні відстані за одні й ті ж інтервали часу, т. Е. Рухається нерівномірно.
Нерівномірний рух може бути як прямолінійним, так і криволінійних.
Щоб повністю описати нерівномірний рух точки, треба знати її положення і швидкість в кожен момент часу. Швидкість в даний момент часу називається миттєвою швидкістю.
Що ж розуміють під миттєвою швидкістю?
Нехай точка, рухаючись нерівномірно і криволинейно, в певний момент часу t займає положення М (ріс.1.18). З плином часу від цього моменту точка займе положення М1. зробивши переміщення. Поділивши вектор. на проміжок часу. знайдемо швидкість такого рівномірного прямолінійного руху, з якої повинна була б рухатися точка, щоб за час потрапити з положення М в положення М1. Цю швидкість називають середньою швидкістю переміщення точки за час. Позначивши її через. запишемо :.

Знайдемо середні швидкості за все менші і менші проміжки часу:

При зменшенні проміжку часу переміщення точки зменшуються по модулю і змінюються по напрямку. Відповідно до цього, середні швидкості також змінюються як по модулю так і напрямку. Але в міру наближення проміжку часу до нуля середні швидкості все менше і менше будуть відрізнятися один від одного. А це означає, що при прагненні проміжку часу до нуля відношення прагне до певного вектору як до свого граничного значення. У механіці таку величину називають швидкістю точки в даний момент часу, або просто миттєвою швидкістю, і позначають.
Миттєва швидкість точки є величина, рівна межі відносини переміщення до проміжку часу. протягом якого це переміщення відбулося, при прагненні проміжку до нуля.
З'ясуємо тепер, як спрямований вектор миттєвої швидкості. У будь-якій точці траєкторії вектор миттєвої швидкості спрямований так, як в межі, при прагненні проміжку часу до нуля, спрямована середня швидкість переміщення. Ця середня швидкість направлена ​​так, як спрямований вектор переміщення. З малюнка 1.18 видно, що при зменшенні проміжку часу вектор. зменшуючи свою довжину, одночасно повертається. Чим коротше стає вектор. тим ближче він до дотичній, проведеної до траєкторії в даній точці М.

Отже, миттєва швидкість направлена ​​по дотичній до траєкторії (див. Ріс.1.18).
Зокрема, швидкість точки, що рухається по колу, спрямована по дотичній до цього кола. У цьому неважко переконатися. Якщо маленькі частинки відділяються від обертового диска, то вони летять по дотичній, так як мають в момент відриву швидкість, рівну швидкості точок на окружності диска. Ось чому бруд з-під коліс буксує автомашини летить по дотичній до окружності коліс (ріс.1.19).

Крім середньої швидкості переміщення, для опису руху частіше користуються середньої шляхової швидкістю. Ця середня швидкість визначається відношенням шляху до проміжку часу, за який цей шлях пройдено:

Коли ми говоримо, що шлях від Москви до Харкова поїзд пройшов зі швидкістю 80 км / год, ми маємо на увазі саме середню шляхову швидкість руху поїзда між цими містами. Модуль середньої швидкості переміщення при цьому буде менше середньої шляхової швидкості, так як.
Поняття миттєвої швидкості - одне з основних понять кінематики. Це поняття відноситься до точки. Тому в подальшому, говорячи про швидкість руху тіла, яке можна вважати точкою, ми можемо говорити про швидкість якої-небудь його точки.

.
1. Що називається середньою швидкістю переміщення?
2. Що таке миттєва швидкість?
3. Як спрямована миттєва швидкість в даній точці траєкторії?
4. Точка рухається по криволінійній траєкторії так, що модуль її швидкості не змінюється. Чи означає це, що швидкість точки постійна?
5. Що таке середня шляхова швидкість?

Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотскій, Фізика 10 клас

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.