Как из графика зависимости ускорения от времени определить зависимость скорости от времени и координаты от времени?
Для того, чтобы определить требуемые зависимости необходимы начальные условия — значения скорости и координаты в момент времени Без начальных условий решить однозначно данную задачу невозможно, поэтому, как правило, в условии задачи они даны.
В данном примере постараемся привести все рассуждения в буквах, для того, чтобы частном примере (при подстановке цифр) не потерять суть действий.
Пусть в момент времени скорость тела равна нулю
и начальная координата
1) От 0 до
Начальные значения скорости и координаты определяем из начальных условий, а ускорение из графика:
следовательно, движение равноускоренное и закон изменения скорости имеет вид:
К концу данного промежутка времени ( ) скорость (
) и координата (
) будут равны (вместо времени в формулы
и
нужно подставить
):
2) От до
Начальное значение скорости на этом промежутке должно быть равно конечному значению на предыдущем промежутке, начальное значение координаты равно конечному значению координаты на предыдущем промежутке, а ускорение определяем из графика:
следовательно, движение равноускоренное и закон изменения скорости имеет вид:
К концу данного промежутка времени ( ) скорость (
) и координата (
) будут равны (вместо времени в формулы
и
нужно подставить
):
3) От до
Начальное значение скорости на этом промежутке должно быть равно конечному значению на предыдущем промежутке, начальное значение координаты равно конечному значению координаты на предыдущем промежутке, а ускорение определяем из графика:
следовательно, движение равноускоренное и закон изменения скорости имеет вид:
К концу данного промежутка времени ( ) скорость (
) и координата (
) будут равны (вместо времени в формулы
и
нужно подставить
):
Для лучшего понимания построим полученные результаты на графике (см. рис.)
На графике скорости:
1) От 0 до прямая линия, «поднимающаяся вверх» (т. к.
);
2) От до
горизонтальная прямая линия (т. к.
);
3) От до
: прямая линия, «опускающаяся вниз» (т. к.
).
На графике координаты:
1) От 0 до : парабола, ветви которой направлены вверх (т. к.
);
2) От до
: прямая линия, поднимающаяся вверх (т. к.
);
3) От до
: парабола, ветви которой направлены вниз (т. к.
).
Как из графика закона движения записать аналитическую формулу закона движения?
Пусть дан график равнопеременного движения.
Закон равнопеременного движения имеет вид:
В этой формуле три неизвестные величины:
и
Для определения достаточно посмотреть на значение функции при
Для определения двух других неизвестных выбираем две точки на графике, значения которых мы можем точно определить — вершины клеток. Получим систему:
При этом считаем, что нам уже известно. Умножим 1-ое уравнение системы на
а 2-ое уравнение на
:
Вычтем из 1-го уравнения 2-ое, после чего получаем:
Полученное из данного выражения значение подставим в любое из уравнений системы (3.67) и решим полученное уравнение относительно
: