Lectia 4: Descrierea miscarii cu grafice Viteza-Timp v-t
Intelegerea pantei graficului v-t
Asa cum s-a discutat in partea anterioara a Lectiei 4,
forma graficului viteza-timp ne da o serie de informatii despre acceleratia
obiectului. De exemplu daca acceleratia este zero, panta este zero si linia
vitezei este orizontala. Daca acceleratia este pozitiva, linia urca spre dreapta
sus, iar negativa coboara dreapta-jos. Daca acceleratia e mare, linia e abrupta
etc. In aceasta parte vom analiza si relatia cantitativa dintre panta liniei
vitezei si acceleratie.
Exemplul 1
Consideram o miscare anterioara de automobil cu viteza constanta
de
+10 m/s. Acesta are acceleratia
0 m/s/s.
Datele miscarii si graficul sint aratate mai jos. De observat linia orizontala
pentru panta si acceleratie 0 m/s/s.
Timp
(s)
Viteza
(m/s)
0
10
1
10
2
10
3
10
4
10
5
10
Deci in acest caz acceleratia este egala cu panta.
Exemplul 2
Consideram acelasi automobil in miscare cu viteza variabila si
deci cu acceleratie.
Completam datele pentru viteza v = p/t in tabelul de mai jos si construim
graficul din dreapta lui. Din tabel razulta si o acceleratie constanta de 10 m/s/s.
Linia vitezei este o dreapta diagonala, inclinata si are panta. Calculata panta
cu formula i = Δy/Δx = Δv/Δt
este
10 m/s/s. Si in acest caz avem panta egala cu acceleratia.
Timp
(s)
Viteza
(m/s)
0
0
1
10
2
20
3
30
4
40
5
50
Exemplul 3
Sa examinam un caz mai complicat in care miscarea are doua faze
sau se mai spune si miscare compusa. De
retinut ca orice miscare se poate descompune in faze simple pentru intervale de
timp corespunzatoare.
La inceput avem viteza constanta (a = 0 m/s/s) de 2 m/s timp de 4 secunde si
apoi cu acceleratie de +2 m/s/s timp de alte 4 secunde. Tabelul si graficul sint
mai jos. De observat relatia dintre panta liniei si valoarea corespondenta a
acceleratiei in fiecare secunda.
Timp
(s)
Viteza
(m/s)
0
2
1
2
2
2
3
2
4
2
5
4
6
6
7
8
8
10
De la 0 s la 4 s: panta i = 0 m/s/s
De la 4 s la 8 s: panta i = 2 m/s/s
O miscare ca cea de mai sus arata importanta semnificatiei pantei
pe graficul pentru o apreciere calitativa a miscarii si determinare cantitativa
prin calculul numeric al pantei si acceleratiei.
Verificati-va cunostintele
Graficul viteza-timp al unei rachete cu doua trepte este dat mai jos.
Folosete graficul pentru evaluarea miscarii compuse si
determina panta si acceleratia pentru
fiecare faza a miscarii (interval de timp) specificate mai jos a, b
si c.