Рівномірний рух і його особливості

Серед розмаїття рухів, що вивчаються таким розділом фізики, як кінематика, зустрічається таке, при якому тіло за будь-які довільно взяті рівні відрізки часу проходить однакові по довжині відрізки шляху. Це - рівномірний рух. Прикладом може служити рух ковзанярі в середині дистанції або поїзда на рівному перегоні.

Теоретично тіло може рухатися по будь-якій траєкторії, в тому числі криволінійної. При цьому існує поняття шляху - так називається відстань, пройдену тілом уздовж своєї траєкторії. Шлях - скалярна величина, і його не слід плутати з переміщенням. Останнім терміном ми позначаємо відрізок між початковою точкою шляху і кінцевої, який при криволінійному русі свідомо не збігається з траєкторією. Переміщення - векторна величина, що має числове значення, рівне довжині вектора.

Виникає закономірне питання - в яких випадках мова йде про рівномірний рух? Чи вважатиметься рівномірним рух, наприклад, каруселі по колу з однаковою швидкістю? Ні, тому що при такому русі вектор швидкості щомиті змінює свій напрямок.

Інший приклад - автомобіль їде по прямій з однаковою швидкістю. Такий рух буде вважатися рівномірним, поки автомобіль нікуди не згортає і на спідометрі його одне і те ж число. Очевидно, що рівномірний рух завжди відбувається по прямій, вектор швидкості при цьому не змінюється. Шлях і переміщення в даному випадку будуть збігатися.

Рівномірний рух - це рух по прямій траєкторії з постійною швидкістю, при якому довжини пройдених проміжків шляху за будь-які рівні відрізки часу однакові. Окремим випадком рівномірного руху можна вважати стан спокою, коли швидкість і пройдений шлях дорівнюють нулю.

Швидкість є якісною характеристикою рівномірного руху. Очевидно, що різні об'єкти проходять один і той же шлях за різний час (пішохід і автомобіль). Ставлення пройденого рівномірно рухається тілом шляху до відрізка часу, за який даний шлях пройдений, називається швидкістю руху.

Таким чином, формула, що описує рівномірний рух, виглядає так:

V = S / t - де V - швидкість руху (є векторною величиною) -

S - шлях або перемещеніе-

t - час.

Знаючи швидкість руху, яка є незмінною, можемо обчислити шлях, пройдений тілом за будь-який довільний відрізок часу.

Іноді помилково змішують рівномірне і рівноприскореного руху. Це зовсім різні поняття. Рівноприскореного руху - один з варіантів нерівномірного руху (т. е. такого, при якому швидкість не є постійною величиною), що володіє важливою відмітною ознакою - швидкість при такому вигляді руху змінюється за одні й ті ж проміжки часу на одну і ту ж величину. Ця величина, що дорівнює відношенню різниці швидкостей до відрізка часу, за який швидкість змінилася, називається прискоренням. Дане число, що показує, на яку величину збільшилася або зменшилася швидкість за одиницю часу, може бути великим (тоді кажуть, що тіло швидко набирає або втрачає швидкість) або незначним, коли об'єкт розганяється або гальмує більш плавно.

Прискорення, так само як і швидкість, є фізичної векторною величиною. Вектор прискорення у напрямку завжди збігається з вектором швидкості. Прикладом рівноприскореного руху може служити випадок вільного падіння предмета, при якому швидкість падіння (швидкість тяжіння предмета земною поверхнею) змінюється в одиницю часу на певну величину, звану прискоренням вільного падіння.

Рівномірний рух теоретично можна розглядати як окремий випадок рівноприскореного. Очевидно, що раз швидкість при такому русі не змінюється, то прискорення або уповільнення не відбувається, отже, величина прискорення при рівномірному русі завжди дорівнює нулю.