Одиннадцатый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Motion in two and three dimensions  1.1.3. Перемещение и Расстояние  1.1.4. Скорость и вектор скорости  1.1.5. Ускорение и замедление  1.1.6. Графический анализ движения  1.1.7. Уравнения движения (расширенные выводы)  1.1.8. Свободное падение и терминальная скорость  1.1.9. Projectile motion  1.1.10. Относительная скорость в одномерном и двумерном пространстве  1.1.11. Motion of a car on an inclined plane  1.2. Dynamics  1.2.1. Законы движения Ньютона и их применения  1.2.2. Инерция и первый закон Ньютона  1.2.3. Force and types of force  1.2.4. Static and kinetic friction  1.2.5. Круговое движение и центростремительное ускорение  1.2.6. Неравномерное круговое движение  1.2.7. Банкинг дорог и кривых  1.2.8. Импульс и момент  1.2.9. Сохранение импульса в одномерной и двумерной пространстве  1.2.10. Применения третьего закона Ньютона  1.3. Работа, Энергия и Мощность  1.3.1. Работа, выполняемая постоянной и переменной силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая и потенциальная энергия  1.3.4. Гравитационная и упругая потенциальная энергия  1.3.5. Сохранение механической энергии  1.3.6. Мощность и мгновенная мощность  1.3.7. Эффективность машин  1.3.8. Работа, выполненная консервативными и неконсервативными силами  1.4. Вращательное движение  1.4.1. Крутящий момент и угловое ускорение  1.4.2. Равновесие вращения  1.4.3. Момент инерции и его применения  1.4.4. Угловой момент и его сохранение  1.4.5. Kinetic energy of rolling motion and rotation  1.4.6. Теорема параллельных и перпендикулярных осей  1.4.7. Динамика вращательного движения
  2. Гравитационная сила  2.1. Универсальное тяготение  2.1.1. Newton's law of universal gravitation  2.1.2. Гравитационное поле и потенциал  2.1.3. Изменение ускорения из-за гравитации  2.1.4. Kepler's laws of planetary motion  2.1.5. Orbital mechanics and satellites  2.1.6. Скорость ухода и орбитальная скорость  2.1.7. Weightlessness and free fall  2.1.8. Gravitational potential energy and energy in orbits  2.1.9. Черные дыры и гравитационное линзирование
  3. Свойства вещества  3.1. Механика жидкости  3.1.1. Плотность и давление в жидкостях  3.1.2. Pascal's theory and applications  3.1.3. Принцип Архимеда и плавучесть  3.1.4. Уравнение Бернулли и его применения  3.1.5. Continuity equation and the Venturi effect  3.1.6. Surface tension and capillarity  3.1.7. Вязкость и закон Пуазейля  3.1.8. Число Рейнольдса и турбулентность  3.2. Упругость и деформация  3.2.1. Hooke's law and the stress-strain relation  3.2.2. Модуль упругости и его применения  3.2.3. Deformation and yield strength of solids
  4. Thermal physics  4.1. Тепло и температура  4.1.1. Thermometric properties and temperature scale  4.1.2. Термическое расширение твердых тел, жидкостей и газов  4.1.3. Система теплообмена  4.1.4. Удельная теплоемкость и калориметрия  4.1.5. Скрытая теплота и фазовый переход  4.2. Кинетическая теория газов  4.2.1. Молекулярная модель газов  4.2.2. Кинетическое объяснение температуры  4.2.3. Уравнение идеального газа и отклонения  4.2.4. Mean free path and Maxwell–Boltzmann distribution  4.3. Законы термодинамики  4.3.1. Нулевой закон и тепловое равновесие  4.3.2. Первый закон и внутренняя энергия  4.3.3. The Second Law and Entropy  4.3.4. Цикл Карно и тепловые двигатели  4.3.5. Холодильники и тепловые насосы
  5. Волны и колебания  5.1. Простое гармоническое движение  5.1.1. Уравнения гармонических колебаний  5.1.2. Энергия в МГД  5.1.3. Damped and forced oscillations  5.1.4. Резонанс и приложения  5.1.5. Pendulum and spring-mass system  5.2. Волновое движение  5.2.1. Типы механических волн  5.2.2. Волновое движение и перенос энергии  5.2.3. Superposition Principle and Standing Waves  5.2.4. Reflection, Refraction and Diffraction  5.2.5. Эффект Доплера в звуке и свете  5.2.6. Pulsations and interference
  6. Electricity and Magnetism  6.1. Электростатика  6.1.1. Электрический заряд и его сохранение  6.1.2. Закон Кулона и его применение  6.1.3. Электрическое поле и электрический поток  6.1.4. Электрический потенциал и потенциальная энергия  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Электрический ток  6.2.1. Закон Ома и электрическое сопротивление  6.2.2. Сопротивление и температурная зависимость  6.2.3. Законы Кирхгофа и анализ цепей  6.2.4. Электрическая мощность и эффективность  6.2.5. Combination of resistors  6.3. Magnetism and Electromagnetism  6.3.1. Магнитные поля и их источники  6.3.2. Магнитная сила на движущиеся заряды  6.3.3. Electromagnetic induction  6.3.4. Законы Фарадея и Ленца  6.3.5. Индуктивность и трансформатор  6.3.6. Переменный ток и его применение
  7. Оптика  7.1. Отражение и преломление  7.1.1. Законы отражения и преломления  7.1.2. Зеркала и линзы  7.1.3. Total internal reflection and optical fiber  7.2. Волновая оптика  7.2.1. Интерференция и дифракция  7.2.2. Двойной щелевой эксперимент Юнга  7.2.3. Поляризация света
  8. Modern Physics  8.1.1. Photoelectric effect and Einstein's theory  8.1.2. Двойственность волны и частицы  8.1.3. Heisenberg's uncertainty principle  8.1.4. Эффект Комптона  8.2. Atomic and Nuclear Physics  8.2.1. Атомная модель и уровни энергии  8.2.2. Радиоактивный распад и период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и синтез
  9. Электроника и связь  9.1. Semiconductors  9.1.1. pn junction and diode  9.1.2. Транзисторы и логические элементы  9.1.3. Интегральные схемы и их применения  9.2. Communication Systems  9.2.1. Основы аналоговой и цифровой связи  9.2.2. Беспроводная и оптическая связь  9.2.3. Модуляция и демодуляция

Одиннадцатый класс → Механика → Динамика ↓


Движение в одном измерении


Движение является частью нашей повседневной жизни. Когда мы осматриваемся вокруг, мы видим движущиеся объекты. От падения яблока до сложных движений транспортных средств - движение везде и оно является основой физики. В этой теме мы изучим "движение в одном измерении", которое является самой простой формой движения.

Для начала давайте разберемся, что означает "движение". Движение означает изменение положения объекта относительно времени и окружающей среды. Когда мы говорим о движении в одном измерении, мы имеем в виду движение по прямой линии.

Положение

Сначала давайте определим положение объекта. Положение - это точка в пространстве, которую мы определяем относительно точки отсчета. Обычно оно описывается с использованием системы координат, например, числовой прямой.

0 1 2 3 4

На диаграмме выше линия представляет путь, по которому может двигаться объект. Числа являются позициями на этом пути, и 0 является точкой отсчета. Если объект находится в позиции 2, это означает, что он находится на расстоянии 2 единицы от точки отсчета.

Расстояние и смещение

Когда мы говорим о движении, важно различать расстояние и смещение. Расстояние - это общая длина пути, преодоленного объектом, независимо от его начального или конечного положения. Смещение же - это изменение положения объекта. Это векторная величина, что означает, что она имеет как величину, так и направление.

Пример: Если вы прошли 3 м на восток, а затем 4 м на запад, общее пройденное расстояние будет 7 м. Однако смещение будет 1 м в сторону запада.

Скорость и скорость

Еще один важный аспект движения - это скорость. Скорость показывает скорость движения объекта, рассчитывается как расстояние, пройденное за единицу времени. Это скалярная величина и не включает направление.

Скорость = Расстояние / Время

Однако скорость - это векторная величина. Она показывает скорость изменения положения объекта. Она включает как скорость, так и направление.

Скорость = Смещение / Время

Пример: Если вы прошли 100 метров на север за 10 секунд, ваша скорость составляет 10 м/с, а скорость - 10 м/с на север.

Начало Конец Смещение

Ускорение

Ускорение - это скорость изменения скорости объекта относительно времени. Это векторная величина, что означает, что она имеет как величину, так и направление.

Ускорение = Изменение скорости / Время

Если скорость автомобиля изменяется с 20 м/с до 30 м/с за 5 секунд, то ускорение будет:

Ускорение = (30 м/с - 20 м/с) / 5 с = 2 м/с²

Ускорение может быть положительным или отрицательным. Положительное ускорение часто называют увеличением скорости, а отрицательное ускорение (или замедление) означает замедление.

t = 0с T = TС Начало Конец

Кинематические уравнения

Для описания движения в одном измерении мы часто используем набор кинематических уравнений. Эти уравнения связывают смещение, начальную скорость, конечную скорость, ускорение и время:

  1. v = u + at
  2. S = UT + 0.5AT²
  3. v² = u² + 2as

Где:

  • v - конечная скорость
  • u - начальная скорость
  • a - ускорение
  • t - время
  • s - смещение

Эти уравнения являются мощными инструментами для предсказания будущего положения и скорости движущихся объектов.

Пример задачи: Автомобиль ускоряется из состояния покоя с постоянным ускорением 3 м/с² в течение 10 секунд. Какова его конечная скорость и какое расстояние он пройдет?

Используя первое уравнение: v = u + at = 0 + 3 * 10 = 30 м/с Используя второе уравнение: s = ut + 0.5at² = 0 + 0.5 * 3 * 100 = 150 метров

Автомобиль достигает конечной скорости 30 м/с и проходит расстояние 150 м.

Графическое представление движения

Движение также можно представить с помощью графиков положения по времени, скорости по времени и ускорения по времени.

График положения по времени: Этот график показывает, как положение объекта изменяется с течением времени. Наклон линии на этом графике дает скорость.

Время Положение

График скорости по времени: Этот график показывает, как скорость изменяется с течением времени. Наклон этого графика представляет ускорение, а площадь под кривой представляет смещение.

Время Скорость

Примеры и примеры

Движение в одном измерении - это не просто теоретическое понятие, но и используется в реальной жизни. Давайте рассмотрим некоторые примеры:

Пример 1: Падающие объекты
Объекты в свободном падении движутся с постоянным ускорением из-за гравитации, которое составляет примерно 9.8 м/с². Если вы уроните мяч с здания, вы можете использовать уравнения движения для прогнозирования, сколько времени потребуется, чтобы упасть на землю.

Пример 2: Автомобиль движется прямо по шоссе
Автомобили часто движутся по прямым линиям на шоссе, что делает их классическим примером одномерного движения. Зная начальную скорость и ускорение, вы можете предсказать будущее положение и скорость автомобиля.

Заключение

Движение в одном измерении предоставляет фундаментальное понимание того, как объекты движутся по прямой линии. Изучая такие концепции, как положение, расстояние, смещение, скорость, скорость и ускорение, и используя кинематические уравнения, вы можете эффективно анализировать и предсказывать движение объектов.

Независимо от того, следите ли вы за траекторией бросаемого мяча или движением транспортных средств на дороге, освоение одномерного движения важно для дальнейшего изучения более сложных движений в двух и трех измерениях.


Одиннадцатый класс → 1.1.1


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (1.1)
Динамика
Следующий (1.1.2) →
Motion in two and three dimensions

Комментарии 



Движение в одном измерении

https://www.physicsflow.com/g11/1.1.1?pfal=ru