§ 6. Рівномірний прямолінійний рух. Швидкість руху тіла

У 7-му класі ви вивчали, що прямолінійним рівномірним рухом називають такий рух, при якому тіло за будь-які однакові інтервали часу проходить однаковий шлях. Дамо інше означення названого руху і з’ясуємо певні відмінності.

Прямолінійним рівномірним рухом називають рух, під час якого тіло за будь-які однакові інтервали часу здійснює однакові переміщення.

У фізиці одиницею швидкості руху тіла (відповідно до формули) є швидкість такого рівномірного руху, під час якого тіло за одиницю часу здійснює переміщення, значення якого дорівнює одиниці довжини. У Міжнародній системі одиниць (СІ) незалежними є одиниця довжини метр (1 м) і одиниця часу секунда (1 с). Одиницею швидкості руху тіла в СІ є метр за секунду (1 м/с).

Під час розв’язування задач векторні фізичні величини, що характеризують рух тіла, записують у проекціях на відповідну вісь, тобто:

Проекція вектора на вісь - це відрізок осі між проекцією початку і кінця вектора на цю саму вісь. Вона може бути додатною, якщо напрямок вектора збігається з напрямком вибраної осі; від’ємною, якщо не збігається; дорівнювати нулю, якщо вектор перпендикулярний до осі.

Отже, знаючи проекцію швидкості руху тіла, за формулою можна знайти проекцію його переміщення за будь-який інтервал часу. Якщо тіло не змінювало напрямку руху, то модуль переміщення (у даному разі його проекція) дорівнює пройденому шляху: s_x = l.

Припустимо, що тіло рухається вздовж певної прямої (мал. 6). Спрямуємо вздовж цієї прямої одну з координатних осей, наприклад вісь Ох.

Мал. 6. Рівномірний прямолінійний рух тіла

Якщо за певний час t тіло перемістилося з точки А, координата якої дорівнює х₀, у точку В з координатою х, то можна сказати, що тіло здійснило додатне переміщення, довжина якого s_x = х - х₀. Проекція швидкості на вісь Ох у даному випадку також є додатним числом - v_x = v (швидкість завжди напрямлена в той самий бік, що й переміщення), тому можна записати:

х - х₀= vt, або x = х₀ + vt.

Якщо переміщення напрямлене у протилежний бік, то проекції переміщення і швидкості виражатимуться від’ємними числами, і ми отримаємо:

x = х₀ - vt.

З формул x = х₀ + vt і x = х₀ - vt бачимо, щоб знайти положення тіла в будь-який момент часу (у даному випадку воно визначається координатою х), слід знати початкове положення тіла (координату х₀) і швидкість його руху.

Можна зробити висновок: для розв’язання основної задачі механіки (визначення положення тіла в будь-який момент часу) потрібно знати обидві характеристики його швидкості - напрямок і числове значення.

Під час рівномірного прямолінійного руху тіла в один бік довжина його переміщення (числове значення або модуль) дорівнює пройденому шляху. Однак, на відміну від переміщення, довжина пройденого шляху - величина скалярна, яка не може зменшуватися. Саме цю величину вимірює лічильник шляху, який є в кожному автомобілі. Координата ж тіла може змінюватись як завгодно.

Скалярною величиною є числове значення швидкості. Саме цю скалярну величину показують установлені в автомобілях чи на мотоциклах спідометри. Однак лічильнику, як і спідометру, «байдуже», куди рухається автомобіль.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО