Прямолинейное движение: равномерное и равноускоренное. Скорость, ускорение. Зависимость скорости и перемещения от времени.

Прямолинейное движение — это движение тела по прямой линии. При таком движении направление движения не меняется, а изменяться может только значение скорости. В зависимости от характера изменения скорости различают равномерное и равноускоренное движение.

Равномерное прямолинейное движение

Равномерным прямолинейным движением называется движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит одинаковые пути. При этом скорость тела остается постоянной по величине и направлению.

Основная характеристика такого движения — скорость.

Скорость показывает, какой путь проходит тело за единицу времени:

где:

• $v$ — скорость движения;

• $s$ — перемещение (или путь при прямолинейном движении);

• $t$ — время движения.

Единица измерения скорости в Международной системе единиц (СИ) — метр в секунду (м/с).

При равномерном движении перемещение зависит от времени по формуле:

Это означает, что чем больше время движения, тем больше пройденное перемещение. График зависимости перемещения от времени при равномерном движении представляет собой прямую линию.

График скорости от времени при равномерном движении — горизонтальная линия, так как скорость не изменяется:

Например, если автомобиль движется по прямой дороге со скоростью 20 м/с, то каждую секунду он проходит 20 метров.

Равноускоренное прямолинейное движение

Равноускоренным прямолинейным движением называется движение, при котором скорость тела изменяется одинаково за одинаковые промежутки времени.

Главная характеристика такого движения — ускорение.

Ускорение показывает, насколько изменяется скорость тела за единицу времени:

где:

• $a$ — ускорение;

• $v_0$ — начальная скорость;

• $v$ — конечная скорость;

• $t$ — время.

Единица измерения ускорения — метр на секунду в квадрате (м/с²).

Если ускорение положительное, скорость увеличивается (например, разгон автомобиля). Если ускорение отрицательное, скорость уменьшается (например, торможение).

Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении

Скорость тела при равноускоренном движении определяется формулой:

Из этой формулы видно, что скорость изменяется прямо пропорционально времени. Если ускорение постоянно, то с каждой секундой скорость изменяется на одну и ту же величину.

График зависимости скорости от времени представляет собой прямую линию. Наклон этой линии зависит от величины ускорения: чем больше ускорение, тем быстрее изменяется скорость.

Зависимость перемещения от времени при равноускоренном движении

Перемещение при равноускоренном движении определяется формулой:

Если тело начинает движение из состояния покоя, то есть $v_0=0$, формула упрощается:

Из формулы видно, что перемещение зависит от квадрата времени. Поэтому при равноускоренном движении тело проходит за каждую следующую секунду всё больший путь.

График зависимости перемещения от времени при равноускоренном движении является не прямой линией, а параболой.

Основные различия между равномерным и равноускоренным движением

Таким образом, при равномерном прямолинейном движении тело движется с постоянной скоростью, а при равноускоренном — его скорость изменяется с постоянным ускорением. Скорость показывает быстроту движения, а ускорение характеризует изменение скорости во времени.