1. KINEMATIKA - EGYENESVONALÚ MOZGÁSOK


Alapfogalmak: pálya - az a görbe, amelyen a test végighalad (ACDEB görbe az ábrán); út - a pályagörbe hossza (rövid időintervallumok alatt megtett ívhosszak összege), elmozdulás - a pálya kezdeti és végpontját összekötő vektor ( ). Feladatainkban mindig tömegpont(ok) mozgását vizsgáljuk, olyan testekét, amelyek mérete elhanyagolható az általuk megtett úthoz képest.

Egyenesvonalú mozgások: Egyenesvonalú a test mozgása, ha pályája (fél)egyenes vagy szakasz. Egyenes vonalú mozgás leírására természetesen elegendő egy koordinátatengely (x) és rajta a viszonyítási pont (O). Figyeljünk arra, hogy ez előjeles mennyiség.

A mozgás időbeli leírásához szükségünk van még egy tengelyre, amely grafikus ábrázolásnál a vízszintes t-tengely, jóllehet a mozgás továbbra is az x-tengelyen zajlik. Célunk a hely-idő vagy az ebből származtatható függvény(ek) ábrázolása, ezt nevezzük a mozgás leírásának.


Egyenesvonalú egyenletes mozgás:
Egyenletes a mozgás ha a test egyenlő idők alatt egyenlő utakat tesz meg a mozgás bármely szakaszán. A hányados a mozgás során állandó, jellemző a test mozgására. Ez az egyenesvonalú egyenletes mozgást végző test sebessége.

A sebesség-idő grafikon a vízszintes t-tengellyel párhuzamos egyenes, a grafikon alatti terület a test által megtett út. A sebesség előjeles mennyiség, értéke negatív, ha a test az x-tengelyen jobbról-balra (az x-t grafikonon fentről lefelé) halad.


A hely-idő grafikon egyenes lesz, melynek meredeksége a test sebessége, az út-idő grafikon az origóból kiinduló, az előzővel párhuzamos egyenes lesz.

Átlagsebesség/ átlagos sebességnagyság: Tetszőleges mozgás jellemzésére használható az átlagsebesség fogalma: . Ez nem más, mint a kezdeti és végpont közötti (képzeletbeli) egyenletes mozgás sebessége.

Az hányados neve átlagos sebességnagyság, szintén a mozgás egészét jellemző mennyiség.

Pillanatnyi sebesség: A sebesség nagysága egy adott pillanatban (t) egyenlő egy nagyon rövid időre () számított átlagsebességgel: .
Ez nem más, mint az x-t grafikon érintőjének meredeksége a vizsgált pillanatban. A pillanatnyi sebesség iránya megegyezik a tömegpont haladásának irányával. (Nem egyenesvonalú mozgások esetén a pálya érintőjének irányával.)

Egyenes vonalú egyenletesen gyorsuló mozgás: olyan egyenes vonalú mozgás, melynek során a test sebessége egyenlő idők alatt egyenlő mértékben nő. A mozgás bármely szakaszán az hányados értéke állandó. Neve a test gyorsulása. Emiatt a test sebessége lineárisan nő: . Itt v0 a test kezdősebessége. A v-t grafikon egyenes. Meredeksége a gyorsulás. A megtett út a sebesség-idő grafikon alatti terület mértékszámával egyezik meg.

A hely-idő grafikon az origóból kiinduló félparabola. (v0=0 és x0= Om) vagy parabola és egyenes összege, melynek egyenlete: . Az út-idő grafikon hasonló alakú, egyenlete: (négyzetes úttörvény).

Szabadesés: A Föld egy adott pontján légüres térben elejtett testek olyan egyenesvonalú egyenletesen gyorsuló mozgást végeznek, melynek gyorsulása g, a test méretétől és anyagi minőségétől függetlenül. Ennek értéke függ a földrajzi helyzettől. Magyarországon, tengerszinten g=9.81 , jó közelítéssel. Feladatainkban mindenhol g=10 -tel számolunk.

Egyenesvonalú egyenletesen lassuló mozgás: Olyan egyenletesen változó mozgás, melynek sebessége a kezdeti értékről egyenletesen csökken. Azt is mondhatjuk, hogy gyorsulása állandó és negatív, azaz egyenletesen lassul. A fenti jelölések használatával: . A lassulás alatt megtett út . A mozgás hely-idő függvénye általános esetben: . A mozgás grafikonjai az ábrákon láthatóak.

Függőleges hajítás: olyan egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás, ahol a = -g, fölfelé irányított koordinátarendszerben (g=10 ). A hely-idő függvény: és a test sebessége . Itt a viszonyítási rendszerünket az ábra szerint helyeztük el. A függőleges irányú mozgás miatt használunk y-tengelyt.

Az emelkedés ideje , az emelkedés magassága a kezdeti helytől számítva .

- feladat -

- archívum -

- versenyfeladat -

- vissza a tematikához -