Warto przeczytać

Ruch jednostajny prostoliniowy ma w swojej nazwie dwa słowa, które go definiują.

Pierwszym słowem jest „jednostajny” - Ruch jednostajnyruch jednostajny to taki, w którym wartość prędkości chwilowej jest stała. Oznacza to, że podczas ruchu wektor prędkości może się zmieniać, ale tylko w taki sposób, by jego wartość pozostawała taka sama. Zatem podczas ruchu jednostajnego może się zmienić tylko kierunek i zwrot wektora prędkości.

Drugim słowem definiującym ten ruch jest słowo „prostoliniowy”. Ruch prostoliniowy to taki, w którym ciało porusza się po linii prostej. Torem ruchu jest zatem linia prosta. W ruchu prostoliniowym nie może zmienić się kierunek prędkości – może zmienić się jej wartość i zwrot, ale kierunek musi być cały czas taki sam.

Ruch jednostajny prostoliniowy to taki, który jest jednocześnie jednostajny i prostoliniowy. A zatem taki, w którym nie zmienia się ani wartość, ani kierunek prędkości.

Zależność wektora położenia od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym jest następująca:

gdzie $\overrightarrow{r}$ – wektor położenia, ${\overrightarrow{r}}_0$ – wektor położenia początkowego (dla $t=0$), $t$ – czas; pełni on rolę argumentu tej zależności.

W ruchu jednostajnym ciało w jednakowych odcinkach czasu przebywa taką samą drogę. Oznacza to, że droga w ruchu jednostajnym jest proporcjonalna do czasu i możemy wyznaczać ją za pomocą zależności

gdzie $s$ oznacza drogę, $v$ – wartość prędkości, a $t$ – czas trwania ruchu.

Wykres zależności drogi od czasu w ruchu jednostajnym będzie zatem linią prostą przechodzącą przez początek układu współrzędnych (Rys. 1.).

RZ4OVsyoayYe4

Rys. 1. Wykres przedstawia zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnym. Oś pozioma oznaczona jest literą t (czas), oś pionowa oznaczona jest literą s (droga). Wykres jest linią prostą, która przechodzi przez punkt (0,0) układu współrzędnych i nachylona jest do osi poziomej pod kątem nieco mniejszym od 45 stopni.

Z zależności tej wynika też to, że w ruchu jednostajnym szybkość (którą wyznaczamy, dzieląc całkowitą drogę, którą przebyło ciało, przez czas trwania tego ruchu) oraz wartość prędkości chwilowej (czyli prędkości, którą ciało ma w danej chwili) są jednakowe.

Na koniec rozważmy nieco akademicki problem: czy w ruchu jednostajnym prostoliniowym może się zmienić zwrot prędkości? W zasadzie nie, gdyż w praktyce zmiana zwrotu prędkości wymaga wpierw zahamowania ciała, a potem przyspieszenia go do prędkości o tej samej wartości, ale przeciwnie zwróconej.

Czasami jednak dopuszczamy, modelowo, natychmiastową zmianę nie tylko zwrotu prędkości ale także jej wartości. Mówimy wtedy o „ruchu prostoliniowym odcinkami jednostajnym”. Zależność drogi od czasu w takim ruchu pokazano na Rys. 2.

R1OMbBx5q5gSO

Rys. 2. Wykres przedstawia zależność drogi od czasu. Oś pozioma oznaczona jest literą t (czas), oś pionowa oznaczona jest literą s (droga). Na osi poziomej zaznaczono 2 punkty. Pierwszy punkt oznaczono literą t z indeksem dolnym 1, drugi punkt, leżący dalej na prawo, oznaczono literą t z indeksem dolnym 2. Wykres ma kształt linii łamanej złożonej z dwóch odcinków. W zakresie od zera do t z indeksem dolnym 1 wykres jest odcinkiem nachylonym jest do osi poziomej pod kątem około 30 stopni. W zakresie od t z indeksem dolnym 1 do t z indeksem dolnym 2 wykres jest odcinkiem nachylonym do osi poziomej pod kątem około 60 stopni.

Słowniczek