Прямолінійний рух

Сучасної механіки відомо кілька видів руху. Вони відрізняються один від одного траєкторією, наявністю або відсутністю прискорення і рядом інших параметрів. Проте є у них і спільні риси: зокрема, кожен вид кінематичного дії можна виразити за допомогою координатної прямої. Так, прямолінійний рух має траєкторію прямій лінії, що зрозуміло з його назви. Розглянемо цей випадок докладніше.

Рівномірний прямолінійний рух - рух, що характеризується переміщенням на рівні відстані за однакові проміжки часу. Простіше кажучи, за кожен обраний відрізок часу (будь то 1, 2, 3 секунди або 10 хвилин) тіло подолає відстань, абсолютно рівне тому, що буде подолано за наступний такий же часовий відрізок. Строго кажучи, ідеальне прямолінійний рух - швидше абстрактна модель, оскільки домогтися такого переміщення в нормальних умовах практично нереально: завжди існують перешкоди. Серед них - опір повітря, особливості рухомого тіла та інші.

Формула такого руху максимально проста і відома з часів середньої школи:

s = v / t,

де s - відстань, пройдену тілом за певний відрізок часу, v - швидкість під час цього руху, t - власне час проходження відстані. Логічно, що швидкість при такому русі також постійна і незмінна.

Равнопеременное прямолінійний рух - окремий випадок опісаннного вище з тією лише різницею, що тут ми маємо рух з прискоренням. Формула для нього виглядає наступним чином:

s = Vo + - at2 / 2

Читається як: ес (відстань) дорівнює ве нульове (початкова швидкість) плюс-мінус а (прискорення) ТЕ (час) квадрат, поділений на два. Знак "+ -" поставлений не випадково. Справа в тому, що прямолінійний рух з прискоренням може бути як рівноприскореним, так і равнозамедленно. Перший випадок відповідає формулі з плюсом, другий - з мінусом. Приклади: розгін і гальмування поїзда. У випадку, коли поїзд набрав необхідну швидкість і не потребує більше в розгоні, він рухається з відносно стійкою швидкістю, тобто здійснює прямолінійний рух.

Варто також розглянути такий вид руху, як нерівномірне прямолінійний. Тіло, що рухається таким чином, має швидкість, яка може змінюватися без будь-якої системи, тобто в довільний момент часу. Тому її прийнято відрізняти від так званої середньої швидкості. Відрізняється нерівномірне ПД від рівномірного тим, що швидкість протягом всього шляху може змінюватися (як правило, в реальному житті ми маємо справу саме з таким видом руху). Однак вимірювати швидкість в кожен окремий момент часу неможливо, та й не потрібно. Для цього було введено таке поняття як середня швидкість. Її формула точно така ж, як і формула швидкості при рівномірному ПД:

v = s / t,

з тією лише різницею, що знайти конкретне положення в той чи інший момент часу неможливо, проте можна визначити, яку відстань було пройдено протягом заданого часу.

На відміну від середньої, миттєва швидкість при нерівномірному ПД - швидкість, яку має тіло в конкретний момент часу.

Тепер, коли специфіка руху з рівною швидкістю більш-менш розкрита, важливо внести ясність і розмежувати прямолінійний і криволінійний рух. Враховуючи факт того, що лінійний рух в механіці майже завжди позначає прямолінійне, варто відзначити: вчені вважають, що такий рух - окремий випадок криволинейного. Визначення криволінійного руху така: рух, траєкторія якого відповідає не прямий, а кривої лінії. Ймовірно, в силу того, що ідеальною прямій траєкторії не існує (лише як абстракція), а те, що прийнято нами як пряма траєкторія - лише наближене значення такої, можна дійсно вважати прямолінійний рух видом криволинейного.