Главные идеи
Кинематика описывает движение через положение, скорость и ускорение, не выясняя его причин. При постоянном ускорении четыре уравнения связывают перемещение, время, начальную и конечную скорость.
- Скорость — это быстрота изменения положения, ускорение — быстрота изменения скорости. Обе величины векторные, поэтому важно направление (знак).
- Средняя путевая скорость — это весь путь, делённый на всё время. Средняя скорость перемещения — это перемещение, делённое на время, и при поездке туда и обратно она может быть равна нулю.
- При постоянном ускорении выбирайте уравнение, в которое не входит величина, которую вы не знаете и которая вам не нужна: конечная скорость, время, перемещение или ускорение.
- Свободное падение у поверхности Земли — это движение с постоянным ускорением около 9,8 м/с², направленным вниз, независимо от массы.
Основные формулы
v = v₀ + atx = x₀ + v₀t + ½at²v² = v₀² + 2a(x − x₀)x − x₀ = ½(v₀ + v)t
Разобранный пример
Автомобиль равномерно тормозит с 20 м/с до остановки за 5,0 с. Ускорение: a = (0 − 20) ÷ 5,0 = −4,0 м/с². Тормозной путь: x = ½(v₀ + v)t = ½ × 20 × 5,0 = 50 м. Проверка по v² = v₀² + 2ax: 0 = 400 + 2(−4,0)x даёт x = 50 м.
Частые ошибки
- Смешивание единиц, например км/ч для скорости и секунд для времени. Сначала переведите км/ч в м/с, разделив на 3,6.
- Применение формул постоянного ускорения, когда ускорение меняется, или забывание того, что торможение — это отрицательное ускорение.
- Мнение, что в верхней точке броска ускорение равно нулю. Там скорость равна нулю, но ускорение по-прежнему равно g.
Практика
Проверьте себя на тренировочных вопросах по этой теме: Кинематика