Все определения по физике за 9 класс – основные понятия, термины и формулы

Список терминов и понятий по физике (Словарь)

Словарь содержит список самых основных терминов и понятий по физике. Будет полезен школьникам и студентам при подготовке к зачетам и экзаменам, ОГЭ, ЕГЭ.

Словарь основных терминов по физике

А

Аберрация оптической системы – это искажение рисунка, создаваемого оптической системой.

Аберрация света – фиксируемое наблюдателем изменение направления луча света, вызванное движением наблюдателя относительно источника света.

Абляция – это унос вещества с поверхности твердого тела потоком горячих газов, обтекающих эту поверхность.

Абсорбция – это термин в физике означающий обьёмное поглощение вещества из раствора или газа твёрдым телом или жидкостью.

Автоволны – автоколебательные процессы в средах с распределёнными параметрами, появляющиеся в результате потери устойчивости однородного состояния сред.

Автогенератор – это генератор колебаний с самовозбуждением.

Автоионизация – процесс ионизации атомов в сильных электрических полях.

Автоколебания – в нелинейной диссипативной системе – это незатухающие колебания, которые поддерживаются внешним источником энергии, вид и свойства которых определяются самой системой.

Автоколлиматор – это оптико-механический прибор для точной настройки оптических систем, основанный на автоколлимации.

Автоколлимация – ход световых лучей, при котором они, выйдя из некоторой части оптической системы параллельным пучком, отражаются от плоского зеркала и проходят систему в обратном направлении.

Автомодуляция – это пассивное управление добротностью оптического резонатора с помощью введения в него элементов, прозрачность которых меняется под действием световых лучей.

Авторадиография – это метод изучения распределения радиоактивных компонентов в исследуемом объекте наложением на него чувствительной к радиоактивным излучениям фотоэмульсии.

Автофазировка – автоматическое сохранение синхронности между движением пучка заряженных частиц и изменением ускоряющего их поля, которое обеспечивает устойчивость пучка на орбите при ускорении частиц до высоких энергий в циклических ускорителях заряженных частиц.

Адгезия – это слипание различных неоднородных твердых и жидких тел, соприкасающихся своими поверхностями, обусловленное межмолекулярным взаимодействием.

Адиабата – линия, которая изображает на термодинамической диаграмме равновесный адиабатический процесс. (ударная адиабата – зависимость давления от объёма газа в ударной волне).

Адроны – это общее наименование элементарных частиц, участвующих в сильных взаимодействиях.

Адсорбция – поглощение вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

Аккумулятор – это устройство для накопления энергии с целью ее последующего использования. (электрический аккумулятор – это прибор, накапливающий под действием электрического тока химическую энергию и отдающий её по мере надобности в виде электрической энергии во внешнюю электрическую цепь).

Акселерометр – это устройство для измерения ускорения.

Аксоид – поверхность, описываемая в пространстве мгновенной осью вращения тела, которое вращается вокруг неподвижной точки.

Акустика – это область физики, которая исследует генерацию, распространение и взаимодействие с веществом звуковых волн. (Архитектурная акустика – раздел акустики, изучающий распространение звуковых волн в помещениях, отражение и поглощение их поверхностями, влияние отражённых волн на слышимость речи и музыки. Молекулярная акустика – раздел акустики, изучающий молекулярные процессы акустическими методами.).

Акустооптика – это раздел физики, изучающий взаимодействие электромагнитных волн со звуковыми волнами в твёрдых телах и жидкостях.

Акустоэлектроника – это область физики и техники, связанная с разработкой ультразвуковых устройств для преобразования и обработки радиосигналов.

Акцептор – дефект кристаллической решётки полупроводника, захватывающий электроны, обусловленный примесью или дислокацией.

Альбедо – физическая величина, которая характеризует отражательную или рассеивающую способность поверхности тела по отношению к падающим на неё излучению или частицам.

Альфа-лучи – вид излучения радиоактивных ядер хим элементов, представляющий из себя поток α-частиц.

Альфа-распад (α-распад) – это самопроизвольное испускание α- частиц радиоактивными ядрами элементов.

Альфа-спектометр – это устройство для измерения энергии α- частиц, который испускают радиоактивные ядра.

Альфа-частица (α-частица) – ядро атома гелия, испускаемое некоторыми радиоактивными веществами.

Ампер – это единица измерения силы электр. тока в системе СИ.

Ампер-весы – прибор для воспроизведения ампера.

Ампер-виток – это единица магнитодвижущей силы, определяемая произведением числа витков обмотки, по которой протекает электр. ток, на значение силы тока в амперах.

Амперметр – это устройство для измерения силы электрического тока.

Анастигмат – это объектив, практически свободный от всех аберраций оптических систем.

Ангармонизм – отличие колебаний от гармонических колебаний, вызванное нелинейностью колебательной системы.

Ангстрем – это внесистемная единица длины, которая используется в атомной физике, и равная 10 -10 м.

Анемометр – прибор-устройство для измерения скорости газовых потоков.

Анизотропия – это термин физики определяющий зависимость физических свойств тела или поля от направления. (бывает магнитная, оптическая, упругая анизотропия).

Аннигиляция – процесс превращения частицы и соответствующей ей античастицы в другие частицы, которые происходят при их столкновении.

Анод – положительный полюс источника электр. тока. 2. Электрод прибора, соединяемый с положительным полюсом источника электрического тока.

Антинейтрино – это нейтральная элементарная частица, являющаяся античастицей по отношению к нейтрино.

Антиподы оптические – оптически активные кристаллы, существующие в двух формах с одинаковой по величине, но противоположной по знаку вращательной способностью в одних и тех же условиях.

Антисегнетоэлектрик – это диэлектрический кристалл, который, не являясь сегнетоэлектриком, обладает фазовым переходом с заметной аномалией температурной зависимости диэлектрической проницаемости и гистерезисом в сильных электрических полях.

Антиферромагнетизм – магнетизм, при котором магнитные моменты атомов ли ионов в веществе антипаллельны, причём намагниченность в отсутствие магнитного поля равна нулю.

Антиферромагнетик – это вещество, которое обнаруживает антиферромагнетизм.

Античастица – это элементарная частица, отличающаяся от соответствующей ей частицы знаком электрического заряда, магнитного момента или другой характеристики.

Апертура – диаметр отверстия, которое определяет ширину светового пучка в оптической системе. (Угловая апертура – угол между крайними лучами конического светового пучка, входящего в оптическую систему).

Аподизация – искусственное перераспределение интенсивности в дифракционном изображении точечного источника света.

Апостильб – это термин несистемной единицы яркости.

Апохромат – объектив, у которого после коррекции аберраций оптических систем остаточная хроматическая аберрация меньше, чем у ахромата.

Ареометр – это устройство-прибор для определения плотности жидкостей, действие которого основано на законе Архимеда.

Ассоциация молекул – образование в растворах относительно неустойчивых групп молекул, в которых молекулы связаны ван-дер-ваальсовыми и другими сравнительно слабыми силами.

Астеризм – размытие рефлексов на лауэграмме при деформации кристаллов.

Астигматизм – это аберрация оптической системы, при которой изображение точечного источника света представляет собой два взаимно перпендикулярных отрезка прямой линии, не лежащих в одной плоскости.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и некоторые другие планеты. (Нормальная атмосфера – внесистемная единица давления, равная 101325Па или 760мм. рт. ст. Стандартная атмосфера – международная условная атмосфера (1.), в которой распределение давления по высоте над поверхностью Земли рассчитано по барометрической формуле. Техническая атмосфера – единица давления в системе единицМКГСС.).

Атмосферики – электрические импульсы, создаваемые радиоволнами, которые излучаются при разрядах молний.

Атом – это наименьшая часть хим. элемента, которая является носителем его свойств. (Водородоподобный атом – атом, имеющий один электрон во внешней электронной оболочке. Возбуждённый атом – состояние атома, в котором он имеет большую энергию, чем в основном состоянии. Атом отдачи – атом, получивший при радиоактивном превращении его ядра кинетическую энергию, заметно превышающую энергию теплового движения частиц среды, в которой он находится.).

Атомизм – это учение о дискретном строении материи.

Ахромат – объектив, у которого хроматическая аберрация полностью устранена для двух длин волн света, а для остальных значительно уменьшена.

Аэродинамика – это раздел аэромеханики, изучающий законы движения газообразной среды и её взаимодействия с движущимися в ней твёрдыми телами.

Аэрозоль – дисперсная система, состоящая из мелких частиц, взвешенных в воздухе или в другом газе.

Аэромеханика – это раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред, и механическое воздействие этих сред на находящиеся в них твердые тела.

Аэростатика – это раздел аэромеханики, изучающий условия равновесия газов и действия неподвижных газов на покоящиеся в них твёрдые тела.

Б

База – это электрод полупроводникового прибора, обеспечивающий электрическую связь с областью между эмиттерным и коллекторным p-n-переходом.

Бар – внесистемная единица давления.

Барион – это элементарная частица с полуцелым спином и массой не меньше массы протона.

Барн – единица площади, применяемая для выражения эффективных сечений ядерных процессов.

Барограф – это самопишущий прибор для непрерывной записи атмосферного давления.

Бародиффузия – это диффузия, происходящая под действием давления или поля силы тяжести.

Барометр – это устройство для измерения атмосферного давления.

Батарея – собрание нескольких однотипных приборов или устройств, составляющих единую систему для совместного действия. (Аккумуляторная батарея – электрическая батарея, состоящая из электрических аккумуляторов. Конденсаторная батарея – батарея, составленная из электрических конденсаторов, соединённых последовательно или параллельно. Электрическая батарея – батарея, состоящая из источников электрического тока, соединённых последовательно или параллельно.).

Беккерель – это единица активности радиоактивного нуклида в СИ.

Бел – единица десятичного логарифма отношения значений двух одноимённых физических величин в СИ.

Бета-излучение – это поток β- частиц, испускаемых атомными ядрами при β- распаде.

Бета-распад (β- распад) – это радиоактивные превращения атомных ядер, а также свободного нейтрона в протон, в процессе которых ядра испускают электроны и антинейтрино либо позитроны и нейтрино.

Бета-спектрометр – прибор для регистрации распределения β- частиц по энергиям.

Бета-спектроскопия – исследование распределения β- частиц по энергиям.

Бетатрон – это циклический индукционный ускоритель, в котором электроны ускоряются вихревым электрическим полем, создаваемым переменным магнитным полем.

Бета-частица (β- частица) – электрон или позитрон, испускаемые атомными ядрами при их β- распаде.

Бизеркало – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника отражается от двух зеркал, расположенных под углом, немного меньшим 180°С.

Билинза – это устройство для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух слегка разведённых полулинз, полученных разрезанием одной собирательной линзы.

Бинокль – состоящий из двух зрительных труб оптический прибор для наблюдения удалённых предметов двумя глазами.

Био – это основная единица силы электрического тока в системе единиц СГСБ, размер которой устанавливается на основании закона Ампера при условии, что магнитная проницаемость является безразмерной величиной, равной 1 в случае вакуума.

Бипризма – прибор для получения когерентных пучков света, в котором свет от точечного источника разделяется на два пучка с помощью двух призм с малым преломляющим углом, соединённых своими основаниями.

Бозе-газ – это совокупность свободных бозонов.

Бозе-жидкость – квантовая жидкость, в которой квазичастицы являются бозонами.

Бозон – частица или квазичастица с нулевым или целочисленным спином.

Болометр – прибор для измерения энергии электромагнитного излучения, действие которого основано на зависимости электрического сопротивления от температуры.

Брахистохрона – кривая, соединяющая две данные точки потенциального силового поля, двигаясь вдоль которой, материальная точка придёт из первой точки во вторую за кратчайшее время.

Механическое движение

О чем эта статья:

Механическое движение

Когда мы идем в школу или на работу, автобус подъезжает к остановке или сладкий корги гуляет с хозяином, мы имеем дело с механическим движением.

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

«Относительно других тел» — очень важные слова в этом определении. Для описания движения нам нужны:

  • тело отсчета
  • система координат
  • часы

В совокупности эти три параметра образуют систему отсчета.

В механике есть такой раздел — кинематика. Он отвечает на вопрос, как движется тело. Дальше мы с помощью кинематики опишем разные виды механического движения. Не переключайтесь 😉

Прямолинейное равномерное движение

Движение по прямой, при котором тело проходит равные участки пути за равные промежутки времени называют прямолинейным равномерным. Это любое движение с постоянной скоростью.

Например, если у вас ограничение скорости на дороге 60 км/ч, и у вас нет никаких препятствий на пути — скорее всего, вы будете двигаться прямолинейно равномерно.

Мы можем охарактеризовать это движение следующими величинами.

Скалярные величины (определяются только значением)

  • Время — в международной системе единиц СИ измеряется в секундах [с].
  • Путь — длина траектории (линии, по которой движется тело). В случае прямолинейного равномерного движения — длина отрезка [м].

Векторные величины (определяются значением и направлением)

  • Скорость — характеризует быстроту перемещения и направление движения материальной точки [м/с].
  • Путь — вектор, проведенный из начальной точки пути в конечную [м].

Проецирование векторов

Векторное описание движения полезно, так как на одном чертеже всегда можно изобразить много разнообразных векторов и получить перед глазами наглядную «картину» движения.

Однако всякий раз использовать линейку и транспортир, чтобы производить действия с векторами, очень трудоёмко. Поэтому эти действия сводят к действиям с положительными и отрицательными числами — проекциями векторов.

Если вектор сонаправлен с осью, то его проекция равна длине вектора. А если вектор противоположно направлен оси — проекция численно равна длине вектора, но отрицательна. Если вектор перпендикулярен — его проекция равна нулю.

Скорость может определяться по вектору перемещения и пути, только это будут две разные характеристики.

Скорость — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения, а средняя путевая скорость — это отношение длины пути ко времени, за которое путь был пройден.

Скорость

→ →
V = S/t


V — скорость [м/с]

S — перемещение [м]
t — время [с]

Средняя путевая скорость

V ср.путевая = S/t

V ср.путевая — средняя путевая скорость [м/с]
S — путь [м]
t — время [с]

Задача

Найдите, с какой средней путевой скоростью должен двигаться автомобиль, если расстояние от Санкт-Петербурга до Великого Новгорода в 210 километров ему нужно пройти за 2,5 часа. Ответ дайте в км/ч.

Решение:

Возьмем формулу средней путевой скорости
V ср.путевая = S/t

Подставим значения:
V ср.путевая = 210/2,5 = 84 км/ч

Ответ: автомобиль будет двигаться со средней путевой скоростью равной 84 км/ч

Уравнение движения

Основной задачей механики является определение положения тела в данный момент времени. Для решения этой задачи помогает уравнение движения, то есть зависимость координаты тела от времени х = х(t).

Уравнение движения

x(t) = x0 + vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Уравнение движения при движении против оси

x(t) = x0 – vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Графики

Изменение любой величины можно описать графически. Вместо того, чтобы писать множество значений, можно просто начертить график — это проще.

В видео ниже разбираемся, как строить графики кинематических величин и зачем они нужны.

Прямолинейное равноускоренное движение

Чтобы разобраться с тем, что за тип движения в этом заголовке, нужно ввести новое понятие — ускорение.

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости. В международной системе единиц СИ измеряется в метрах, деленных на секунду в квадрате.

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевод всех величин в метры, килограммы, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».

Итак, прямолинейное движение — это движение с ускорением по прямой линии. Движение, при котором скорость тела меняется на равную величину за равные промежутки времени.

Уравнение движения и формула конечной скорости

Основная задача механики не поменялась по ходу текста — определение положения тела в данный момент времени. У равноускоренного движения в уравнении появляется ускорение.

Уравнение движения для равноускоренного движения

x(t) = x0 + v0xt + axt^2/2

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
v0x — начальная скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — время [с]
ax — ускорение [м/с^2]

Для этого процесса также важно уметь находить конечную скорость — решать задачки так проще. Конечная скорость находится по формуле:

Формула конечной скорости

→ →
v = v0 + at


v — конечная скорость тела [м/с]
v0 — начальная скорость тела [м/с]
t — время [с]

a — ускорение [м/с^2]

Задача

Найдите местоположение автобуса через 0,5 часа после начала движения, разогнавшегося до скорости 60 км/ч за 3 минуты.

Решение:

Сначала найдем ускорение автобуса. Его можно выразить из формулы конечной скорости:

v = v0 + at
a = v – v0 / t

Так как автобус двигался с места, v0 = 0. Значит
a = v/t

Время дано в минутах, переведем в часы, чтобы соотносилось с единицами измерения скорости.

3 минуты = 3/60 часа = 1/20 часа = 0,05 часа

Подставим значения:
a = v/t = 60/0,05 = 1200 км/ч^2
Теперь возьмем уравнение движения.
x(t) = x0 + v0xt + axt^2/2

Начальная координата равна нулю, начальная скорость, как мы уже выяснили — тоже. Значит уравнение примет вид:

Ускорение мы только что нашли, а вот время будет равно не 3 минутам, а 0,5 часа, так как нас просят найти координату в этот момент времени.

Подставим циферки:
x = 1200*0,5^2/2 = 1200*0,522= 150 км

Ответ: через полчаса координата автобуса будет равна 150 км.

Графики

Мы уже знаем, что такое графики функций и зачем они нужны. Для прямолинейного равноускоренного движения графики будут отличаться. Об этом — в видео ниже

Движение по вертикали

Движение по вертикали — это частный случай равноускоренного движения. Дело в том, что на Земле тела падают с одинаковым ускорением — ускорением свободного падения. Для Земли оно приблизительно равно 9,81 м/с^2, а в задачах мы и вовсе осмеливаемся округлять его до 10 (физики просто дерзкие).

Вообще в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают значение: g = 9,8 м/с2. В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с2.

Частным случаем движения по вертикали (частным случаем частного случая, получается) считается свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести, когда другие силы, действующие на тело, отсутствуют или пренебрежимо малы.

Помните о том, что свободное падение — это не всегда движение по вертикали. Если мы бросаем тело вверх, то начальная скорость, конечно же, будет.

Прямолинейное равноускоренное движение. Формулы и решение задач

Одним из самых распространенных видов перемещения объектов в пространстве, с которым человек встречается повседневно, является равноускоренное прямолинейное движение. В 9 классе общеобразовательных школ в курсе физики изучают подробно этот вид движения. Рассмотрим его в статье.

Кинематические характеристики движения

Прежде чем приводить формулы, описывающие равноускоренное прямолинейное движение в физике, рассмотрим величины, которые его характеризуют.

Вам будет интересно: Методика ШТУР: расшифровка аббревиатуры, особенности проведения теста, итоговый анализ и результаты

В первую очередь это пройденный путь. Будем его обозначать буквой S. Согласно определению, путь – это расстояние, которое тело прошло вдоль траектории перемещения. В случае прямолинейного движения траектория представляет собой прямую линию. Соответственно, путь S – это длина прямого отрезка на этой линии. Он в системе физических единиц СИ измеряется в метрах (м).

Вам будет интересно: «Рубаха-парень»: значение в прошлом и сейчас

Скорость или как часто ее называют линейная скорость – это быстрота изменения положения тела в пространстве вдоль его траектории перемещения. Обозначим скорость буквой v. Измеряется она в метрах в секунду (м/с).

Ускорение – третья важная величина для описания прямолинейного равноускоренного движения. Она показывает, как быстро во времени изменяется скорость тела. Обозначают ускорение символом a и определяют его в метрах в квадратную секунду (м/с2).

Путь S и скорость v являются переменными характеристиками при прямолинейном равноускоренном движении. Ускорение же является величиной постоянной.

Связь скорости и ускорения

Представим себе, что некоторый автомобиль движется по прямой дороге, не меняя свою скорость v0. Это движение называется равномерным. В какой-то момент времени водитель стал давить на педаль газа, и автомобиль начал увеличивать свою скорость, приобретя ускорение a. Если начинать отсчет времени с момента, когда автомобиль приобрел ненулевое ускорение, тогда уравнение зависимости скорости от времени примет вид:

Здесь второе слагаемое описывает прирост скорости за каждый промежуток времени. Поскольку v0 и a являются постоянными величинами, а v и t – это переменные параметры, то графиком функции v будет прямая, пересекающая ось ординат в точке (0; v0), и имеющая некоторый угол наклона к оси абсцисс (тангенс этого угла равен величине ускорения a).

На рисунке показаны два графика. Отличие между ними заключается только в том, что верхний график соответствует скорости при наличии некоторого начального значения v0, а нижний описывает скорость равноускоренного прямолинейного движения, когда тело начало из состояния покоя ускоряться (например, стартующий автомобиль).

Отметим, если в примере выше водитель вместо педали газа нажал бы педаль тормоза, то движение торможения описывалось бы следующей формулой:

Этот вид движения называется прямолинейным равнозамедленным.

Формулы пройденного пути

На практике часто важно знать не только ускорение, но и значение пути, который за данный период времени проходит тело. В случае прямолинейного равноускоренного движения эта формула имеет следующий общий вид:

S = v0 * t + a * t2 / 2.

Первый член соответствует равномерному движению без ускорения. Второй член – это вклад в пройденный путь чистого ускоренного движения.

В случае торможения движущегося объекта выражение для пути примет вид:

S = v0 * t – a * t2 / 2.

В отличие от предыдущего случая здесь ускорение направлено против скорости движения, что приводит к обращению в ноль последней через некоторое время после начала торможения.

Не сложно догадаться, что графиками функций S(t) будут ветви параболы. На рисунке ниже представлены эти графики в схематическом виде.

Параболы 1 и 3 соответствуют ускоренному перемещению тела, парабола 2 описывает процесс торможения. Видно, что пройденный путь для 1 и 3 постоянно увеличивается, в то время как для 2 он выходит на некоторую постоянную величину. Последнее означает, что тело прекратило свое движение.

Далее в статье решим три разные задачи на использование приведенных формул.

Задача на определение времени движения

Автомобиль должен отвести пассажира из пункта A в пункт B. Расстояние между ними 30 км. Известно, что авто в течение 20 секунд движется с ускорением 1 м/с2. Затем его скорость не меняется. За какое время авто доставит пассажира в пункт B?

Расстояние, которое авто за 20 секунд пройдет, будет равно:

При этом скорость, которую он наберет за 20 секунд, равна:

Тогда искомое время движения t можно вычислить по следующей формуле:

t = (S – S1) / v + t1 = (S – a * t12 / 2) / (a * t1) + t1.

Здесь S – расстояние между A и B.

Переведем все известные данные в систему СИ и подставим в записанное выражение. Получим ответ: t = 1510 секунд или приблизительно 25 минут.

Задача на расчет пути торможения

Теперь решим задачу на равнозамедленное движение. Предположим, что грузовой автомобиль двигался со скоростью 70 км/ч. Впереди водитель увидел красный сигнал светофора и начал останавливаться. Чему равен тормозной путь авто, если он остановился за 15 секунд.

Тормозной путь S можно рассчитать по следующей формуле:

S = v0 * t – a * t2 / 2.

Время торможения t и начальную скорость v0 мы знаем. Ускорение a можно найти из выражения для скорости, учитывая, что ее конечное значение равно нулю. Имеем:

Подставляя полученное выражение в уравнение, приходим к конечной формуле для пути S:

S = v0 * t – v0 * t / 2 = v0 * t / 2.

Подставляем значения из условия и записываем ответ: S = 145,8 метра.

Задача на определение скорости при свободном падении

Пожалуй, самым распространенным в природе прямолинейным равноускоренным движением является свободное падение тел в поле гравитации планет. Решим следующую задачу: тело с высоты 30 метров отпустили. Какую скорость будет оно иметь в момент падения на поверхность земли?

Искомую скорость можно рассчитать по формуле:

Время падения тела определим из соответствующего выражения для пути S:

Подставляем время t в формулу для v, получаем:

v = g * √(2 * S / g) = √(2 * S * g).

Значение пройденного телом пути S известно из условия, подставляем его в равенство, получаем: v = 24,26 м/с или около 87 км/ч.

Равноускоренное прямолинейное движение

Урок 5. Решение задач по физике. Механика 7-11 класс.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока “Равноускоренное прямолинейное движение”

«Физик, это тот, кто видит решение

задачи, еще не решая ее»

В данной теме будут разобраны примеры решения задач на равноускоренное прямолинейное движение.

Задача 1. Для того чтобы оторваться от поверхности Земли, пассажирский самолет Як-40 должен достигнуть скорости 180 км/ч. Как долго длится разгон самолета, если эта скорость достигается в конце взлетно-посадочной полосы длиной 850 м? Определите ускорение самолета.

Запишем кинематическое уравнение для равноускоренного прямолинейного движения тела и уравнение скорости

С учётом того, что при t = 0 начальная скорость самолёта также равна нулю, а проекция вектора ускорения равна а, получаем

В конце взлётной полосы

Подставив данные значения в предыдущие уравнения, получим следующую систему:

Выполним математические преобразования

Тогда искомые величины равны

Ответ: t = 34 с; а = 1,5 м/с 2 .

Задача 2. Заяц срывается с места и в течение первых 9 с достигает скорости 12 м/с, с которой продолжает двигаться дальше в течение 12 с. Еще через 6 с заяц останавливается. Определите путь, который пробежал заяц за время своего движения.

Путь, который пробежал заяц:

где s1, s2 и s3 — пути, пройденные зайцем за промежутки времени t1, t2 и t3 соответственно.

Ускорение зайца на первом отрезке пути:

Ускорение зайца на третьем отрезке пути:

Пройденные зайцем пути:

Тогда весь путь, который пробежал заяц:

Второй способ решения:

Средние скорости движения зайца на 1 и 3 отрезке пути:

Пройденные зайцем пути:

Тогда весь путь, который пробежал заяц:

Третий способ решения задач (графический)

Построим график зависимости проекции скорости зайца от времени

Путь, который пробежал заяц, будет определяться площадью фигуры, ограниченной графиком скорости и осью времени. В представленном случае — это трапеция площадь, которой равна произведению полу суммы ее оснований на высоту

Ответ: 234 м.

Задача 3. Мальчик, съезжая на санках с горы, к концу спуска достиг скорости 3 м/с, после чего продолжил двигаться по инерции в горизонтальном направлении до полной остановки. При таком движении в течение шестой секунды он прошел путь 2 м. Определите модуль ускорения санок и путь, пройденный санками до полной остановки.

Трудность данной задачи заключается в том, что многие ученики не правильно читают условие задачи, а именно вот эту фразу: «…в течение шестой секунды он прошел путь два метра». И считают, что путь, длиной 2 метра был преодолен ЗА ШЕСТЬ СЕКУНД движения, что, конечно же, не верно. В данном случае это перемещение за шестую секунду движения, а не за шесть, то есть всего за одну секунду от начала шестой секунды до её окончания, или так: от начала шестой секунды до начала седьмой.

Так как движение санок равноускоренное, то можно записать уравнение пути и скорости при равноускоренном прямолинейном движении тела

В проекциях на ось Ох:

Путь, пройденный санками за t6 = 6 с:

Путь, пройденный санками за t5 = 5 с:

Путь, пройденный санками в течении шестой секунды:

Отсюда найдем модуль ускорения санок:

Пусть τ — время, за которое санки прошли путь s до полной остановки.

В момент остановки санок:

Второй способ решения:

К началу шестой секунды скорость санок снизилась до величины

Путь, который прошли санки за шестую секунду своего движения:

В последней формуле только t = 1с (это шестая секунда движения).

Для определения пройденного санками пути воспользуемся тем, что

Ответ: а = 0,18 м/с 2 ; s = 25 м.

Равноускоренное движение

Равноускоренное прямолинейное движение

Траектория движения в данном случае — прямая линия.

Основные формулы и кинематические характеристики

Ускорение (по модулю и по направлению).

Скорость тела меняется по закону

где начальная скорость движения.

Закон движения в случае равноускоренного движения имеет вид:

где радиус-вектор точки в момент времени , радиус-вектор начального положения точки, начальная скорость, ускорение.

В одномерном случае закон движения запишется в виде:

Для двумерного случая (движения по плоскости) закон движения в случае равноускоренного движения запишется в виде системы двух уравнений:

Также справедлива так называемая формула для определения пути «без времени»:

Графическое изображение зависимости кинематических характеристик от времени представлено на рисунках 1-3.

Рис.1. Зависимость ускорения от времени при равноускоренном движении

Рис.2. Зависимость скорости от времени при равноускоренном движении: а) закон изменения скорости для различных случаев; б) определение перемещения с помощью графика скорости.

Рис.3. Зависимость перемещения от времени при равноускоренном движении.

На рис.1 изображен график зависимости ускорения от времени при равноускоренном движении. Случай 0″ title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”12″ width=”44″ style=”vertical-align: 0px;”/> соответствует равноускоренному движению, случай — равнозамедленному движению, случай — равномерному движению. Площадь заштрихованного прямоугольника численно равна средней скорости движения тела.

На рис.2 представлена зависимость скорости от времени при равноускоренном движении. Рис.2 (а) демонстрирует разные случаи движения: 1- тело двигалось в направлении оси равноускоренно; 2 — тело двигалось равнозамедленно в направлении оси , затем остановилось и поменяло направление движения; 3- тело двигалось равноускоренно в направлении, противоположном оси , затем остановилось и стало двигаться в противоположном направлении. Во всех трех случаях тело имело начальные скорости.

По графику скорости можно определить ускорение движущегося объекта как тангенс угла наклона прямой зависимости к оси

Площадь заштрихованной трапеции (рис.2 (б)) численно равна пути, пройденному телом за время

Зависимость перемещения от времени при равноускоренном движении — это квадратичная функция (рис.3). Положение вершины параболы зависит от направлений начальной скорости и ускорения.

Примеры решения задач

Так как по условию задачи , можно переписать:

На первом участке ускорение м/с, На втором участке ускорение м/с, График скорости имеет вид:

ЗаданиеНа шоссе с одного старта с интервалом в 2 с начали движение сначала велосипедист, а затем мотоциклист. После старта велосипедист двигался равномерно со скоростью 32 км/ч, а мотоциклист — равноускоренно с ускорением 2,5 м/с. Определить скорость мотоциклиста в тот момент, когда он достиг велосипедиста.
Решение1) Аналитический способ.

Считаем шоссе прямолинейным. Запишем уравнение движения велосипедиста. Так как велосипедист двигался равномерно, то его уравнение движения:

(начало координат помещаем в точку старта, поэтому начальная координата велосипедиста равна нулю).

Мотоциклист двигался равноускоренно. Он также начал движение с места старта, поэтому его начальная координата равна нулю, начальная скорость мотоциклиста также равна нулю (мотоциклист начал двигаться из состояния покоя).

Учитывая, что мотоциклист начал движение на позже, уравнение движения мотоциклиста:

При этом скорость мотоциклиста изменялась по закону:

В момент, когда мотоциклист догнал велосипедиста их координаты равны, т.е. или:

Решая это уравнение относительно , находим время встречи:

Это квадратное уравнение. Определяем дискриминант:

Подставим в формулы числовые значения и вычислим:

Второй корень отбрасываем как несоответствующий физическим условиям задачи: мотоциклист не мог догнать велосипедиста через 0,37 с после начала движения велосипедиста, так как сам покинул точку старта только через 2 с после того, как стартовал велосипедист.

Таким образом, время, когда мотоциклист догнал велосипедиста:

Подставим это значение времени в формулу закона изменения скорости мотоциклиста и найдем значение его скорости в этот момент:

2) Графический способ.

На одной координатной плоскости строим графики изменения со временем координат велосипедиста и мотоциклиста (график для координаты велосипедиста — красным цветом, для мотоциклиста — зеленым). Видно, что зависимость координаты от времени для велосипедиста — линейная функция, и график этой функции — прямая (случай равномерного прямолинейного движения). Мотоциклист двигался равноускоренно, поэтому зависимость координаты мотоциклиста от времени — квадратичная функция, графиком которой является парабола.

Координата времени для точки пересечения графика — это и есть время встречи велосипедиста и мотоциклиста

Графики зависимости от времени координат велосипедиста и мотоциклиста:

Далее строим график зависимости скорости мотоциклиста от времени . На оси времени (горизонтальная ось) находим отметку , строим перпендикуляр до пересечения с графиком (синий пунктир), и из этой точки опускаем перпендикуляр на вертикальную ось (синий пунктир). Точка пересечения этого перпендикуляра с вертикальной осью и даст нам значение скорости в момент времени т.е. в момент, когда мотоциклист догнал велосипедиста.

График зависимости от времени скорости мотоциклиста:

Задачи на равноускоренное движение: примеры решения задач по кинематике

При решении задач на равноускоренное движение не обойтись без формул кинематики и второго закона Ньютона. Рекомендуем сначала изучить теорию по этим разделам, а уже потом приступать к практике.

Больше полезных сведений и ежедневная интересная рассылка – на нашем телеграм-канале, присоединяйтесь!

Равноускоренное движение: определение и примеры

Равноускоренное движение – это движение с меняющейся скоростью, но постоянным ускорением (a=const).

Самый простой случай такого движения – равноускоренное прямолинейное движение.

Вот типичные примеры равноускоренного движения:

  • рояль падает с 12-го этажа с ускоренинием свободного падения g;
  • автомобиль разгоняется со светофора от 0 до 60 км/ч с ускорением равным 1 метр на секунду в квадрате;
  • автобус плавно тормозит перед светофором. Это также равноускоренное движение, только векторы скорости и ускорения направлены в разные стороны.

Вопросы с ответами на равноускоренное движение

Вопрос 1. График движения представляет собой прямую линию. Является ли движение тела равноускоренным?

Ответ: да. Если график представляет собой кривую, то ускорение тела меняется со временем. Равномерное движение, которое также описывается прямой – частный случай равноускоренного движения с нулевым ускорением. Перемещение при равноускоренном движении численно равно площади трапеции, ограниченной осями координат и графиком.

Вопрос 2. Тело равномерно движется по окружности. Как направлено ускорение?

Ответ: перпендикулярно телу. В общем случае при криволинейном движении ускорение имеет две составляющие: нормальную (центростремительное ускорение) и тангенциальную, направленную по касательной к скорости. Тангенциальное ускорение при равномерном движении по окружности равно нулю.

Вопрос 3. Является ли ускорение свободного падения постоянным ускорением?

Ответ: да, является.

Вопрос 4. Может ли тело иметь нулевую скорость и ненулевое ускорение?

Ответ: да, может. После того, как скорость станет равна нулю, тело начнет двигаться в другом направлении.

Вопрос 5. Что такое ускорение?

Ответ: Векторная физическая величина, характеризующая изменение скорости за единицу времени. При равноускоренном движении скорость меняется одинаково за равные промежутки времени.

Задачи на равноускоренное движение

Сначала обратимся к уже приведенным примерам.

Задача №1. Равноускоренное движение

Условие

Рояль роняют с 12 этажа с нулевой начальной скоростью. За какое время он долетит до земли? Один этаж имеет высоту 3 метра, сопротивлением воздуха принебречь.

Решение

Известно, что рояль движется с ускорением свободного падения g. Применим формулу для пути из кинематики:

Начальная скорость равна нулю, а за точку отсчета примем то место, откуда рояль начал движение вниз.

Ответ: 2.7 секунды.

Скорость свободно падающих тел не зависит от их массы. Любое тело в поле силы тяжести Земли будет падать с одинаковым ускорением. Этот факт был экспериментально установлен Галилео Галилеем в его знаменитых экспериментах со сбрасыванием предметов с Пизанской башни.

Задача №2. Равноускоренное движение

Условие

Автобус ехал со скоростью 60 км/ч и начал тормозить на светофоре с ускорением 0,5 метра на секунду в квадрате. Через сколько секунд его скорость станет равной 40 км/ч?

Решение

Вспоминаем формулу для скорости:

Начальная скорость дана в условии, но автобус тормозит, а значит, векторы скорости и ускорения направлены в противоположные стороны. В проекции на горизонтальную ось ускорение будем записывать со знаком минус:

Ответ: 11 секунд.

Обязательно переводите величины в систему СИ.Чтобы перевести километры в час в метры в секунду нужно значение скорости в километрах в час сначала умножить на 1000, а потом разделить на 3600.

Задача №3. Нахождение ускорения

Условие

Тело движется по закону S(t)=3t+8t^2+2t. Каково ускорение тела?

Решение

Вспоминаем, что скорость – это производная пути по времени, а ускорение – производная скорости:

Ответ: 16 метров на секунду в квадрате.

При решении физических задач не обойтись без знания производной.

Кстати! Для всех наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

Задача №4. Нахождение ускорения при равноускоренном движении

Условие

Грузовик разгоняется на дороге, а в кузове лежит незакрепленный груз. С каким максимальным ускорением должен разгоняться грузовик, чтобы груз не начал смещаться к заднему борту? Коэффициент трения груза о дно кузова k=0.2, g=10 м/c2

Решение

Для решения этой задачи нужно использовать второй закон Ньютона. Сила трения в данном случае равна F=kmg.

Ответ: 2 метра на секунду в квадрате.

Задача №5. Нахождение ускорения и скорости при равноускоренном движении

Условие

За пятую секунду прямолинейного движения с постоянным ускорением тело проходит путь 5 м и останавливается. Найти ускорение тела.

Решение

Конечная скорость тела v равна 0, v нулевое – скорость в конце 4-й секунды.

Ответ: 10 метров на секунду в квадрате.

Нужна помощь в решении задач? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис в любое время.

  • Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
  • Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
  • Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
  • Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Равноускоренное движение – формулы и примеры задач с решениями

На рисунке приведён график зависимости модуля средней скорости Vр материальной точки от времени t при прямолинейном движении. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения и укажите их номера.

1) Модуль ускорения точки равен 2 м/с 2 .

2) Модуль ускорения точки равен 4 м/с 2 .

3) За первые 3 с движения материальная точка проходит путь 8 м.

4) За первые 2 с движения материальная точка проходит путь 12 м.

5) Модуль начальной скорости материальной точки равен 2 м/с.

Из графика видно, что начальная скорость тела равна 2 м/с. Зависимость средней скорости от времени линейная: а потому закон движения имеет вид Следовательно, в каждый момент времени перемещение совпадает с перемещением точки, движущейся прямолинейно и равноускоренно с начальной скоростью 2 м/с и ускорением м/c 2 .

При равноускоренном движении средняя скорость равна полусумме начальной и конечной скорости. Найдем, чему равна скорость тела в момент времени t = 1 c:

Таким образом, ускорение тела равно

Путь — это произведение средней скорости на затраченное время

Обратите внимание, что на графике приведена зависимость средней скорости от времени, а не просто скорости. Наклон этого графика не равен ускорению.

Грузик массой m = 100 г неподвижно висит на лёгкой абсолютно упругой гибкой резинке с коэффициентом упругости k = 100 Н/м в поле силы тяжести с ускорением свободного падения g. Грузик поднимают из этого положения вертикально вверх на высоту h = 80 см, меньшую длины резинки, и отпускают без начальной скорости. Найдите время движения грузика вниз до точки его остановки. Начальной деформацией резинки при покоящемся грузике можно пренебречь.

Какие законы Вы используете для описания движения груза на резинке? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Обоснование. Грузик движется поступательно, поэтому его можно принять за материальную точку. На первом этапе движения грузика на него действует только сила тяжести, т.к. сопротивлением воздуха мы пренебрегаем. Следовательно, на этом этапе грузик движется с ускорением свободного падения. И для описания движения тела можно применять законы прямолинейного равноускоренного движения.

На втором этапе движения резинка упруго деформируется, в результате чего на грузик начинает действовать изменяющаяся по модулю и направлению сила упругости, для которой справедлив закон Гука. Таким образом, второй этап движения представляет собой механические колебания груза на резинке. Т.к. сила тяжести не меняется по модулю и направлению, то она не влияет на характер колебаний грузика. В инерциальной системе отсчета возможно применение законов колебательного движения.

Перейдем к решению.

1. Введём неподвижную декартову систему координат с вертикальной осью ОХ, направленной вниз, причём начало координат поместим на уровне начального положения грузика.

2. После подъёма и отпускания грузика его движение вниз в поле силы тяжести разбивается на две стадии: вначале он свободно падает с ускорением g с высоты h до точки x = 0 (поскольку начальной деформацией резинки можно пренебречь) за время

что следует из формул кинематики равноускоренного движения.

3. Затем резинка начинает растягиваться, а грузик — тормозиться вплоть до остановки в нижней точке его движения. Поскольку начальное растяжение резинки компенсирует вес грузика, то на второй стадии можно считать, что действует только упругая сила, и уравнение движения (второй закон Ньютона) в проекции на ось ОХ имеет вид:

что является уравнением гармонических колебаний с периодом

4. С учётом начальных условий закон движения грузика на втором этапе представляет собой 1/4 часть периода синусоиды и происходит за время

5. Таким образом, искомое время движения грузика вниз до точки остановки равно

6. Подставляя численные данные из условия, получаем:

Ответ:

Ссылка на основную публикацию