При прямолинейном движении траектория движения – прямая линия. При описании такого движения можно считать, что тело движется вдоль одной из осей координат.

Если движение прямолинейное, то модуль вектора перемещения равен пути. Пусть материальная точка движется вдоль оси X, тогда и скорость вычисляется по формуле:

.

Если направление вектора скорости и положительное направление оси X совпадают, то Dx – положительная величина, Dt – всегда положительная величина, следовательно, скорость – величина положительная (v_x > 0). Если направление вектора скорости противоположно положительному направлению оси X, то v_x<0.

При прямолинейном движении тела вектор скорости не изменяется по направлению, модуль вектора скорости с течением времени может, как изменяться, так и оставаться постоянным. Если модуль скорости тела с течением времени изменяется, движение называется неравномерным (переменным).

Равномерное прямолинейное движение – это движение, при котором тело перемещается с постоянной по модулю скоростью v = const. Единица скорости – метр в секунду (м/с).

Если тело движется равномерно вдоль положительного направления оси X и в начальный момент времени t₀ = 0 находилось в точке с координатой x₀, а в произвольный момент времени t в точке с координатой х, то скорость движения равна

.

или, учитывая, что t₀ = 0

.

Отсюда следует, что

.

Данное выражение называют законом равномерного прямолинейного движения. Из этого уравнения следует, что

.

Учитывая, что модуль разности координат равен пути , получим

,

т. е., при равномерном прямолинейном движении зависимость пути от времени является линейной.

Если начало отсчета поместить в начало координат x₀ = 0, то закон равномерного прямолинейного движения будет иметь вид

,

,

т. к.  (s₀ = 0).

Скорость движения можно тогда определить как

,

или

.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какое движение называется механическим?

2. Какие простые виды движения материальных тел вы знаете?

3. Какое тело можно считать материальной точкой?

4. Чем различаются понятия «система отсчета» и «система координат»?

5. Что такое траектория движения?

6. Что такое вектор перемещения?

7. Что такое пройденный путь?

8. Что характеризует скорость движения тела?

9. Как направлен вектор мгновенной скорости?

10. Какое движение называют равномерным прямолинейным?

Лекция № 3. Ускорение

Цель: ввести понятие «ускорение»; рассмотреть частные случаи ускоренного движения и вывести их законы.

Основные понятия:

Среднее ускорение – векторная физическая величина, равная отношению изменения скорости материальной точки к длительности промежутка времени, в течение которого это изменение произошло.

Мгновенное ускорение – ускорение в данный момент времени.

Равнопеременное движение – движение с постоянным ускорением.

Ускорение свободного падения – ускорение, с которым падают все тела на Землю независимо от их массы в отсутствие сил сопротивления воздуха.

Свободное падение тела – частный случай равноускоренного прямолинейного движения с ускорением свободного падения.

Период обращения – время одного полного поворота тела вокруг оси вращения.

Частота – число оборотов, совершаемых телом за единицу времени.

Угловое перемещение – угол поворота радиуса-вектора за некоторое время.

Угловая скорость – физическая величина, равная отношению угла поворота ра­диуса-вектора к промежутку времени за который этот поворот произошел.

Тангенциальное ускорение – компонента ускорения, характеризующая быстроту изменения модуля скорости.  

Нормальное ускорение – компонента ускорения, характеризующая быстроту изменения скорости по направлению.