Графические представления равномерного прямолинейного движения

Пройденный телом в случае равномерного прямолинейного движения путь численно равен модулю перемещения тела.

Удобным описанием прямолинейного равномерного движения является его графическое представление, т.е. графики зависимости скорости, координаты и пройденного пути от времени.

прямолинейного равномерного движения является его графическое представление, т.е. графики зависимости скорости, координаты и пройденного пути от времени.

Построим график зависимости скорости (вернее, проекции скорости на ось Х) от времени. Так как величина скорости при равномерном движении не меняется с течением времени, то таким графиком будет являться горизонтальная прямая, лежащая выше Vx>0 или ниже Vx<0 оси Х.

Площадь под графиком зависимости скорости движения от времени равна пройденному телом пути.

Графиком зависимости координаты тела от времени является прямая линия, угол наклона которой к горизонтальной оси (оси времени) характеризует величину и направление скорости движения тела. Эта прямая пересекает вертикальную ось (ось координат) в точке, координата которой определяет начальную координату тела.

Зависимость координаты от времени для двух тел, движущихся равномерно и прямолинейно вдоль оси X. Тело I движется в положительном направлении оси со скоростью 1,5 м/с; тело II - в отрицательном направлении оси со скоростью 1 м/с.

Реальное движение тел редко бывает равномерным в течение длительного промежутка времени. Однако в некоторых случаях время движения тела можно разбить на отдельные временные интервалы, в пределах которых его движение можно считать равномерным. Такое движение называют кусочно-равномерным движением.

График кусочно-равномерного движения

Разные участки этого графика соответствуют движению тела с различными скоростями, которые можно определить по наклону соответствующего отрезка к оси времени. В точках излома графика тело мгновенно изменяет свою скорость. Следует отметить, что при кусочно- равномерном законе прямолинейного движения тела пройденный путь S не совпадает с перемещением S. Например, для закона движения, изображенного на рисунке, перемещение тела на интервале времени от 0 с до 7 с равно нулю. За это время тело прошло путь 8 м.

Движение одного и того же тела можно рассматривать в различных системах отсчета, при этом характеристики движения при переходе из одной системы отсчета в другую могут изменяться или оставаться одинаковыми. Характеристики, имеющие одинаковое значение в разных системах отсчета, называют инвариантными. К инвариантным величинам в случае движения тел со скоростями много меньше скорости света прежде всего относятся временной интервал - промежуток времени между двумя какими-либо событиями и пространственный интервал - расстояние между двумя какими-либо точками пространства. Вывод об инвариантности этих величин сделан на основе обобщения опыта.

Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными. Относительными величинами в кинематике являются координаты, перемещение, скорость. Как нам уже известно, относительна и траектория движения.

С точки зрения кинематики все системы отсчета одинаково пригодны для описания движения тел. Это утверждение следует понимать в том смысле, что любое механическое движение можно описать в любой системе отсчета и при этом ни одна из систем отсчета не является "истинной", единственно возможной. Выбор системы отсчета определяется лишь соображениями удобства и целесообразности.