орын ауыстыру деп аталады: ол дененің бастапқы қозғалыс нүктесінен соңғы нүктесіне бағытталады.
Түзу сызықты қозғалыс кезіндегі орын ауыстыру векторы өзіне сәйкес келетін траектория участогымен беттеседі және де орын ауыстыру модулі r жүрілген s жолға тең болады.
1.4 Жылдамдық. Жылдамдықтың түрлері. Бірқалыпты қозғалыс
Материялық нүкте қозғалысын сипаттау үшін, қозғалыстың шапшаңдығын және бағытын сипаттайтын физикалық векторлық шама қозғалыс жылдамдығы енгізіледі.
Материялық нүкте қандай да бір қисық сызықты траектория бойымен қозғалыс жасайды делік, және t уақыт мезетіне r0 радиус векторы сәйкес келеді
делік. Нүкте біраз t уақыт аралығында s жол жүреді және r элементар орын ауыстырады.
-
шамасы қозғалыстың t уақыт аралығындағы орташа жылдамдығы деп аталады.
Орташа жылдамдық бағыты r бағытымен бағыттас болады.
егер векторлар a k b формуласымен байланысқан болса, онда олардың бағыттары бірдей болады.
Егер орташа жылдамдықты табу теңдеуінде уақыт өзгерісі t 0 шегіне ұмтылса, онда лездік жылдамдықтың өрнегін аламыз:
-
t 0 t dt
Лездік жылдамдық – векторлық шама, ол қозғалыстағы нүктенің радиус векторының уақыт бойынша бірінші туындысына тең.
жылдамдық векторының бағыты траекторияға жанама бойымен қозғалыс бағытына қарай бағытталады.
t уақыт азайған сайын s жол | r |- ға жақындай түседі. Сондықтан
-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r
|
|
|
|
| r| lim
|
s
|
|
d s
|
|
| |
|
lim
|
|
|
lim
|
|
|
|
|
|
|
t 0 t
|
|
|
t 0t t 0 t dt
|
Осыдан лездік жылдамдықтың сандық мәні жолдың уақыт бойынша бірінші туындысына тең:
lim s d s
t 0 t dt
Егер қозғалыс бірқалыпсыз болса, онда лездік жылдамдықтың сандық мәні уақыт өтуімен өзгергенде, берілген учаскедегі бірқалыпсыз қозғалыстың скалярлық шамасы < > - орташа жылдамдығы қолданылады:
s t
s > | r | болғандықтан, сурет бойынша < > > |< >| және тек қана түзу сызықты қозғалыс кезінде s = | r |.
Егер t-тан t+ t уақытқа дейінгі аралықта ds= dt теңдеуін интегралдайтын болсақ, онда t уақыт аралығында жүрілген жол ұзындығын табамыз:
t
s d t
t
Егер бірқалыпты қозғалыста лездік жылдамдықтың сандық мағынасы тұрақты болса, онда жол формуласы мына түрге келеді.
t t
s d t t ,
t
немесе жай ғана s= t, себебі t=t–t0=t, тек бастапқы уақыт нөлге сәйкес келсе t0=0.
Нүктенің t1 және t2 уақыт аралығында жүрілген жолы мына интегралмен анықталады
t2
s (t)d t
t1
Тестерде кездесетін бірқалыпты түзу сызықты қозғалысты қарастыратын және орташа жылдамдықты анықтайтын типтік есептерді қарастырайық.
1-ге тең
1.5 Үдеу және оның құраушылары. Бірқалыпты үдемелі қозғалыс
Бірқалыпсыз қозғалыс кезінде, жылдамдықтың уақыт өтуіне байланысты өзгеру шашаңдығын білу өте маңызды. Жылдамдықтың өзгеру шапшаңдығын бағыты мен модулі бойынша сипаттайтын физикалық шама үдеу болып табылады.
t уақыт мезетіндегі А нүктесінің жылдамдығын векторы көрсетсін делік. Қозғалыстағы нүкте t уақыт аралығында В нүктесіне келсін және де модулі мен бағыты бойынша -дан өзгеше 1 тең жылдамдыққа ие болсын. 1 векторын А нүктесіне көшіріп табамыз.
Бірқалыпсыз қозғалыс кезіндегі дененің t-дан t+ t уақыт интервалындағы орташа үдеуі деп, жылдамдық өзгерісінің t уақыт интервалына қатынасына тең векторлық шаманы айтады:
a
t
Материялық нүктенің t уақыт мезетіндегі a лездік үдеуі орташа үдеудің шегі болып табылады:
-
|
|
|
|
|
d
|
a
|
lim a
|
lim
|
|
|
|
|
dt
|
|
t 0
|
t 0 t
|
|
Осыдан a үдеу дегеніміз жылдамдықтың уақыт бойынша бірінші туындысына тең векторлық шама.
векторын екі құраушыға жіктеуге болады. Ол үшін А нүктесінен бастап, жылдамдығының бағыты бойынша және модулі жағынан
АД векторын бөліп алайық. Осыдан -ға тең СД векторы t уақыт аралығындағы жылдамдықтың модулі бойынша өзгеруін көрсетеді: = 1 – . Ал екінші құраушысы n векторы t уақыт аралығындағы жылдамдықтың өзгерісін бағыты бойынша сипаттайды.
Жылдамдықтың уақыт бойынша туындысы болып табылатын
t
қатынасының шегі берілген t уақыт мезетіндегі жылдамдық өзгерісінің
1
шапшаңдығын анықтайды және үдеудің a тангенциал құраушысы болып табылады
-
a
|
lim
|
|
lim
|
|
|
d
|
|
|
|
.
|
|
|
|
|
t 0 t
|
t 0 t
|
|
d t
|
Үдеудің екінші құраушысын анықтайық. В нүктесі А нүктесіне өте жақын орналасқан деп есептесек, онда s жолды - радиусы r тең қандай да бір шеңбердің, бірақ АВ хордасынан біраз өзгеше, дөңес деп алуға болады. АОВ және EAD үшбұрыштарынан мынаны n 1 көруге болады, АВ = t
AB r
болғандықтан
n1
t r
t 0 1 шектері бойынша
болғандықтан EAD бұрышы нөлге ұмтылады, ал EAD
үшбұрышы теңбүйірлі болғандықтан және n арасындағы ADE бұрышы түзу сызыққа ұмтылады. Осыдан t 0 болғанда n және векторлары бір-бірімен перпендикуляр болып шығады. Жылдамдық векторы траекторияға жанама бойымен бағытталғандықтан, жылдамдыққа перпендикуляр n векторы дөңгелек қисығының центріне қарай бағытталады.
-
Мынаған тең үдеудің екінші құраушысы
Достарыңызбен бөлісу: |