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 :