§ 5. Характеристики неравномерного движения. Прямолинейное равноускоренное движение
В реальных условиях тела крайне редко движутся равномерно — обычно за одинаковые промежутки времени они проходят разные расстояния. Такое движение называют неравномерным.
Для его описания вводят понятие средней путевой скорости, которая определяется формулой:
vₛр = l / t,
где l — весь пройденный путь, а t — время движения. Эта скорость характеризует общую «интенсивность» движения, но не показывает, как именно менялась скорость на отдельных участках.
Кроме того, используют среднюю скорость перемещения, равную отношению перемещения к времени:
vₛр = s / t.
Это векторная величина, направленная так же, как и вектор перемещения.
Чтобы узнать, с какой скоростью тело движется в конкретный момент, вводят понятие мгновенной скорости. Её рассматривают как предел средней скорости, если временной интервал становится бесконечно мал. Мгновенная скорость показывает, как быстро движется тело именно в данный момент времени и в данной точке траектории.
Если скорость тела со временем изменяется, говорят о ускоренном движении. Величина ускорения определяется формулой:
a = (v – v₀) / t,
где v₀ — начальная скорость, а v — скорость в данный момент. Ускорение измеряется в метрах на секунду в квадрате (м/с²).
Когда ускорение направлено в ту же сторону, что и скорость, тело увеличивает свою скорость — происходит разгон. Если же ускорение противоположно скорости, объект замедляется. При движении по прямой с постоянным ускорением оно остаётся неизменным по величине и направлено вдоль линии движения.
Например, когда санки скользят вниз по склону, ускорение положительное, и их скорость возрастает. Если же санки начинают тормозить или подъезжают к препятствию и останавливаются, ускорение становится отрицательным, а скорость уменьшается.