Неравномерное прямолинейное движение. Средняя и мгновенная скорость

Равномерное движение встречается нечасто. Обычно механическое движение — это движение с изменяющейся скоростью. Движение, при котором скорость тела с течением времени изменяется, называют неравномерным. Например, неравномерно движется транспорт. Автобус, начиная движение, увеличивает свою скорость; при торможении его скорость уменьшается. Падающие на поверхность Земли тела также движутся неравномерно: их скорость с течением времени возрастает. При неравномерном движении координату тела уже нельзя определить по формуле х = x0 + υxt, так как скорость движения не является постоянной. Возникает вопрос: какая же величина характеризует быстроту изменения положения тела с течением времени при неравномерном движении? Такой величиной является средняя скорость. Средней скоростью ср неравномерного движения называют физическую величину, равную отношению перемещения тела ко времени t, за которое оно совершено.

Средняя скорость является векторной величиной. Для определения модуля средней скорости этой формулой можно воспользоваться лишь в том случае, когда тело движется вдоль прямой в одну сторону. На практике при определении средней скорости пользуются величиной, равной отношению пути l ко времени t, за которое этот путь пройден:

Её часто называют средней путевой скоростью. Зная среднюю скорость тела на каком-либо участке траектории, нельзя определить его положение в любой момент времени. Когда мы говорим, что путь от Москвы до Санкт-Петербурга поезд прошёл со скоростью 80 км/ч, мы имеем в виду именно среднюю путевую скорость движения поезда между этими городами. Модуль средней скорости перемещения при этом будет меньше средней путевой скорости.

При движении тело проходит последовательно все точки траектории. В каждой точке оно находится в определённые моменты времени и имеет какую-то скорость. Мгновенной скоростью называют скорость тела в данный момент времени или в данной точке траектории. Предположим, что тело совершает неравномерное прямолинейное движение. Определим скорость движения этого тела в точке О его траектории. Выделим на траектории участок АВ, внутри которого находится точка О. Перемещение 1 на этом участке тело совершило за время t1. Средняя скорость движения на этом участке — Уменьшим перемещение тела. Пусть оно равно 2, а время движения - t2. Тогда средняя скорость тела за это время: Еще уменьшим перемещение, средняя скорость на этом участке: В конце концов перемещение и время станут такими маленькими, что прибор, например спидометр в машине, перестанет фиксировать изменение скорости и движение за этот малый промежуток времени можно будет считать равномерным. Средняя скорость на этом участке и есть мгновенная скорость тела в точке О.

Мгновенная скорость — векторная физическая величина, равная отношению малого перемещения Δ к малому промежутку времени Δt, за которое это перемещение совершено.

1. Какое движение называют неравномерным?

2. Что называют средней скоростью?

3. Что показывает средняя путевая скорость?

4. Можно ли, зная траекторию движения тела и его среднюю скорость за определённый промежуток времени, определить положение тела в любой момент времени?

5. Что называют мгновенной скоростью?

6. Чему равна средняя скорость движения поезда на перегоне между двумя станциями, если первую половину времени он прошёл со средней скоростью 50 км/ч, а вторую - со средней скоростью 70 км/ч? Показать решение.

.