Ruch jednostajnie zmienny: droga i prędkość w czasie

1.Ruch jednostajnie zmienny

Ruch, w którym wartość prędkości zmienia się w jednakowych odstępach czasu o jednakową wartość. Oznacza to, że przyspieszenie jest stałe. Ruch może być jednostajnie przyspieszony albo jednostajnie opóźniony.

2.Przyspieszenie

Wielkość fizyczna określająca, jak szybko zmienia się prędkość ciała w czasie. Dla ruchu jednostajnie zmiennego: $a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$. Jednostką w układzie SI jest $\mathrm{m/s^2}$.

3.Ruch jednostajnie przyspieszony

Ruch jednostajnie zmienny, w którym wartość prędkości rośnie w czasie. Przyspieszenie ma zwrot zgodny ze zwrotem prędkości, jeśli ciało porusza się coraz szybciej w tym samym kierunku.

4.Ruch jednostajnie opóźniony

Ruch jednostajnie zmienny, w którym wartość prędkości maleje w czasie. Przyspieszenie jest wtedy skierowane przeciwnie do prędkości, dlatego często mówi się o ujemnym przyspieszeniu w przyjętym zwrocie ruchu.

5.Wzór na prędkość

W ruchu jednostajnie zmiennym prędkość w chwili $t$ opisuje wzór $v=v_0+at$, gdzie $v_0$ to prędkość początkowa, $a$ — stałe przyspieszenie, a $t$ — czas.

6.Wzór na drogę

Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnie zmiennym, to droga od chwili początkowej wynosi $s=v_0 t+\frac{at^2}{2}$. Gdy $v_0=0$, wzór upraszcza się do $s=\frac{at^2}{2}$.

7.Wykres $v(t)$

W ruchu jednostajnie zmiennym wykres prędkości od czasu jest linią prostą. Nachylenie tej prostej odpowiada przyspieszeniu: im większe nachylenie, tym większe $a$.

8.Wykres $s(t)$

Wykres drogi od czasu w ruchu jednostajnie zmiennym nie jest prostą, lecz krzywą. Ponieważ we wzorze występuje składnik $t^2$, droga rośnie coraz szybciej przy ruchu przyspieszonym.

9.Droga w kolejnych sekundach

W ruchu jednostajnie przyspieszonym ciało pokonuje w kolejnych równych odstępach czasu coraz większe odcinki drogi. W ruchu opóźnionym — coraz mniejsze. To skutek zmieniającej się prędkości.

10.Jednostka przyspieszenia

Jednostką przyspieszenia jest $\mathrm{m/s^2}$. Oznacza ona zmianę prędkości o określoną liczbę metrów na sekundę w każdej sekundzie ruchu.

11.Prędkość początkowa

Prędkość początkowa $v_0$ to prędkość ciała w chwili rozpoczęcia obserwacji, czyli dla $t=0$. Ma duże znaczenie w obliczaniu dalszej prędkości i drogi.

12.Znak przyspieszenia

Znak przyspieszenia zależy od przyjętego zwrotu osi. Jeśli ciało porusza się w dodatnim kierunku i zwalnia, wtedy $a<0$. Jeśli porusza się w dodatnim kierunku i przyspiesza, wtedy $a>0$.