Равноускоренное движение

Равноускоренное движение — это движение тела вдоль прямой при постоянном ускорении: величина ускорения не меняется во времени и направлена вдоль траектории. При таком движении скорость изменяется линейно со временем, а перемещение за интервал времени определяется площадью под графиком скорости. Для удобства обычно вводят начальную скорость v₀, ускорение a и время t; тогда зависимость мгновенной скорости и координаты от времени выражается простыми формулами v=v0+atv = v_0 + a t, s=v0t+12at2s = v_0 t + \tfrac{1}{2} a t^2 и связью, связывающей скорость с перемещением без явного участия времени v2=v02+2aΔsv^2 = v_0^2 + 2 a \Delta s. На графике зависимости скорости от времени v(t) вы получите прямую, а на графике перемещения — параболу (при начальном смещении, отличном от нуля). {IMAGE_0}

Практическое значение равноускоренного движения велико: приближенно им описывается свободное падение тел в однородном поле тяжести, старт или торможение автомобиля при постоянном усилии тормозов, а также движение тел по наклонной плоскости при пренебрежении сопротивлением воздуха. Для расчётов часто используют и другие удобные записи: средняя скорость при равноускоренном движении равна среднему арифметическому начальной и конечной скоростей v=v+v02\overline{v} = \dfrac{v + v_0}{2}, а перемещение можно представить как произведение средней скорости на время s=s0+vts = s_0 + \overline{v}\,t. Важно помнить, что знаки величин (положительные или отрицательные) определяются выбранным направлением координат и могут менять смысл результатов. {IMAGE_1}

Пример. Пусть тело начинает движение из состояния покоя (v₀ = 0), испытывает постоянное ускорение 2 м/с² в выбранном направлении и движется в течение 5 с. Тогда конечная скорость и пройденный путь находятся по формулам v=0+25=10 m/sv = 0 + 2\cdot 5 = 10\ \mathrm{m/s} и s=0+12252=25 ms = 0 + \tfrac{1}{2}\cdot 2 \cdot 5^{2} = 25\ \mathrm{m}. В числовом примере это означает, что через 5 секунд скорость составит 10 м/с, а пройденный путь — 25 м. Такой простой расчёт позволяет прогнозировать положение и скорость тела при постоянном ускорении и служит основой для более сложных задач кинематики.