انواع اصلی حرکت مکانیکی دایره المعارف مدرسه ماهیت حرکت در فیزیک چیست؟

حرکت مکانیکی

تعریف 1

تغییر مکان جسم (یا اجزای آن) نسبت به اجسام دیگر را حرکت مکانیکی می گویند.

مثال 1

برای مثال فردی که در مترو روی پله برقی حرکت می کند نسبت به خود پله برقی در حالت استراحت است و نسبت به دیواره های تونل حرکت می کند. کوه البروس در حالت استراحت قرار دارد، به طور معمول زمین، و با زمین نسبت به خورشید حرکت می کند.

می بینیم که باید نقطه ای را که حرکت در نظر گرفته شده است را نشان دهیم؛ به آن بدن مرجع می گویند. نقطه مرجع و سیستم مختصاتی که به آن متصل است و همچنین روش انتخاب شده برای اندازه گیری زمان، مفهوم مرجع را تشکیل می دهد.

حرکت یک جسم که در آن تمام نقاط آن به یک اندازه حرکت می کنند، انتقالی نامیده می شود. برای یافتن سرعت $V$ که یک جسم با آن حرکت می کند، باید مسیر $S$ را بر زمان $T$ تقسیم کنید.

$ \frac(S)(T) = (V)$

حرکت جسم حول یک محور خاص چرخشی است. با این حرکت تمام نقاط بدن در سراسر زمین حرکت می کنند که مرکز آن این محور در نظر گرفته می شود. و اگرچه چرخ ها حرکت چرخشی حول محورهای خود انجام می دهند، در همان زمان، حرکت انتقالی همراه با بدنه خودرو اتفاق می افتد. این بدان معنی است که چرخ یک حرکت چرخشی نسبت به محور و یک حرکت انتقالی نسبت به جاده انجام می دهد.

تعریف 2

حرکت نوسانی یک حرکت تناوبی است که جسم به نوبه خود در دو جهت مخالف انجام می دهد. ساده ترین مثال آونگ در یک ساعت است.

انتقالی و چرخشی ساده ترین انواع حرکت مکانیکی هستند.

اگر نقطه $X$ مکان خود را نسبت به نقطه $Y$ تغییر دهد، سپس $Y$ موقعیت خود را نسبت به $X$ تغییر می‌دهد. به عبارت دیگر، اجسام نسبت به یکدیگر حرکت می کنند. حرکت مکانیکی نسبی در نظر گرفته می شود - برای توصیف آن باید نسبت به چه نقطه ای در نظر گرفته شود

انواع ساده حرکت یک جسم مادی، حرکات یکنواخت و یکنواخت است. اگر بزرگی بردار سرعت تغییر نکند (جهت می تواند تغییر کند) یکنواخت است.

اگر مسیر بردار سرعت ثابت باشد (و بزرگی می تواند تغییر کند) حرکت را مستطیل می نامند. خط سیر یک خط مستقیم است که بردار سرعت روی آن قرار دارد.

نمونه هایی از حرکت مکانیکی را در زندگی روزمره می بینیم. اینها اتومبیل هایی هستند که از آنجا عبور می کنند ، هواپیماهایی که در حال پرواز هستند ، کشتی هایی که در حال حرکت هستند. ما خودمان نمونه های ساده ای را شکل می دهیم و از نزدیک افراد دیگر عبور می کنیم. در هر ثانیه سیاره ما در دو صفحه می گذرد: به دور خورشید و محور آن. و اینها نیز نمونه هایی از حرکت مکانیکی هستند.

انواع حرکت

حرکت انتقالی حرکت خودکار یک جسم صلب است، در حالی که هر مرحله از یک خط مستقیم که به وضوح با یک نقطه متحرک مرتبط است، با موقعیت اصلی خود همزمان می ماند.

یکی از ویژگی های مهم حرکت یک جسم، مسیر حرکت آن است که نشان دهنده یک منحنی فضایی است که می تواند به شکل کمان های مزدوج با شعاع های مختلف نشان داده شود که هر کدام از مرکز خود خارج می شوند. یک موقعیت متفاوت برای هر نقطه از بدن، که می تواند در طول زمان تغییر کند.

کابین آسانسور یا کابین چرخ و فلک به تدریج حرکت می کند. حرکت انتقالی در فضای 3 بعدی انجام می شود، اما ویژگی اصلی متمایز آن - حفظ موازی هر بخش با خودش - به قوت خود باقی می ماند.

نقطه با حرف $T$ نشان داده می شود. برای پیدا کردن دوره چرخش، باید زمان چرخش را بر تعداد دور تقسیم کنید: $\frac(\delta t)(N) = (T)$

حرکت چرخشی - یک نقطه مادی یک دایره را توصیف می کند. در طول فرآیند چرخش یک جسم کاملاً صلب، تمام نقاط آن دایره ای را توصیف می کنند که در صفحات موازی قرار دارند. مرکز این دایره ها بر روی یک خط مستقیم و عمود بر صفحات دایره ها قرار دارند و به آنها محور چرخش می گویند.

محور چرخش را می توان در داخل بدن و پشت آن قرار داد. محور چرخش در سیستم می تواند متحرک یا ثابت باشد. به عنوان مثال، در یک قاب مرجع متصل به زمین، محور چرخش روتور ژنراتور در ایستگاه بی حرکت است.

گاهی اوقات محور چرخش یک حرکت چرخشی پیچیده دریافت می کند - کروی، زمانی که نقاط بدن در امتداد کره ها حرکت می کنند. یک نقطه حول محور ثابتی حرکت می کند که از مرکز بدن یا نقطه چرخشی مادی عبور نمی کند، به این حرکت دایره ای می گویند.

ویژگی های حرکت خطی: جابجایی، سرعت، شتاب. آنها در طول حرکت چرخشی به آنالوگ خود تبدیل می شوند: جابجایی زاویه ای، سرعت زاویه ای، شتاب زاویه ای:

• نقش حرکت در فرآیند چرخشی یک زاویه دارد.
• بزرگی زاویه چرخش در واحد زمان سرعت زاویه ای است.
• تغییر در سرعت زاویه ای در یک دوره زمانی شتاب زاویه ای است.

حرکت نوسانی

حرکت در دو جهت مخالف، نوسانی. به نوساناتی که در مفاهیم بسته رخ می دهد، نوسانات مستقل یا طبیعی می گویند. به نوساناتی که تحت تأثیر نیروهای خارجی رخ می دهد، اجباری می گویند.

اگر نوسان را با توجه به ویژگی هایی که تغییر می کنند (دامنه، فرکانس، دوره و غیره) تجزیه و تحلیل کنیم، می توان آنها را به میرایی، هارمونیک، افزایشی (و همچنین مستطیل، پیچیده، دندانه اره ای) تقسیم کرد.

در طول نوسانات آزاد در سیستم های واقعی، تلفات انرژی همیشه رخ می دهد. انرژی صرف کار برای غلبه بر نیروی مقاومت هوا می شود. نیروی اصطکاک دامنه ارتعاشات را کاهش می دهد و پس از مدتی متوقف می شود.

تکان دادن اجباری میر نشده است. بنابراین لازم است برای هر ساعت نوسان، تلفات انرژی دوباره پر شود. برای انجام این کار، لازم است هر از گاهی با نیروی متفاوت روی بدن عمل کنید. نوسانات اجباری با فرکانس برابر با تغییرات نیروی خارجی رخ می دهد.

دامنه نوسانات اجباری زمانی به بیشترین مقدار خود می رسد که این ضریب با فرکانس سیستم نوسانی یکسان باشد. به این رزونانس می گویند.

به عنوان مثال، اگر طناب را به صورت دوره ای با ارتعاشات آن به موقع بکشید، شاهد افزایش دامنه تاب آن خواهیم بود.

تعریف 3

نقطه مادی جسمی است که در شرایط خاصی می توان اندازه آن را نادیده گرفت.

ماشینی که ما اغلب به یاد می آوریم را می توان به عنوان یک نقطه مادی نسبت به زمین در نظر گرفت. اما اگر افراد داخل این خودرو حرکت کنند، دیگر نمی توان از اندازه خودرو غافل شد.

وقتی مسائل فیزیک را حل می کنید، حرکت یک جسم به عنوان حرکت یک نقطه مادی در نظر گرفته می شود و از مفاهیمی مانند سرعت یک نقطه، شتاب جسم مادی، اینرسی یک نقطه مادی و غیره استفاده می شود. .

چارچوب مرجع

یک نقطه مادی نسبت به اینرسی اجسام دیگر حرکت می کند. بدن با توجه به رابطه ای که این حرکت خودکار در نظر گرفته می شود، بدن مرجع نامیده می شود. بدن مرجع بسته به وظایف محول شده آزادانه انتخاب می شود.

سیستم مکان با بدن مرجع مرتبط است که یک نقطه مرجع (پایه مختصات) را در نظر می گیرد. مفهوم مکان به دلیل شرایط حرکت دارای 1، 2 یا 3 محور است. وضعیت یک نقطه در یک خط (1 محور)، صفحه (2 محور) یا در یک مکان (3 محور) مطابق با این یک، 2 یا 3 مختصات ایجاد می شود.

برای تعیین موقعیت بدن در حوزه فضایی در هر دوره زمانی، لازم است که شروع شمارش زمان تنظیم شود. دستگاهی برای اندازه گیری زمان، یک سیستم مختصات، یک نقطه مرجع که سیستم مختصات به آن متصل است - این سیستم مرجع است.

حرکت بدن در رابطه با این سیستم در نظر گرفته می شود. یک نقطه، در مقایسه با بدنه های مرجع مختلف در مفاهیم مختصات مختلف، شانس داشتن مختصات کاملاً متفاوت را دارد. سیستم مرجع نیز به انتخاب مسیر حرکت بستگی دارد

انواع سیستم های مرجع می توانند متفاوت باشند، به عنوان مثال: یک سیستم مرجع ثابت، یک سیستم مرجع متحرک، یک سیستم مرجع اینرسی، یک سیستم مرجع غیر اینرسی.

اگر موقعیت جسم معین نسبت به اجسام اطراف در طول زمان تغییر کند، آنگاه این جسم حرکت می کند. اگر وضعیت بدن بدون تغییر باقی بماند، بدن در حالت استراحت است. واحد زمان در مکانیک 1 ثانیه است. منظور ما از فاصله زمانی عدد t ثانیه است که هر دو پدیده متوالی را از هم جدا می کند.

با مشاهده حرکت یک بدن، اغلب می توانید متوجه شوید که حرکات نقاط مختلف بدن متفاوت است. بنابراین هنگامی که یک چرخ بر روی یک هواپیما می چرخد، مرکز چرخ در یک خط مستقیم حرکت می کند، و نقطه ای که روی محیط چرخ قرار دارد، یک منحنی (سیکلوئید) را توصیف می کند. مسیرهای طی شده توسط این دو نقطه در یک زمان (در هر 1 دور) نیز متفاوت است. بنابراین، مطالعه حرکت بدن با مطالعه حرکت یک نقطه شروع می شود.

خطی که توسط یک نقطه متحرک در فضا توصیف می شود، خط سیر این نقطه نامیده می شود.

حرکت مستقیم یک نقطه حرکتی است که مسیر حرکت آن است خط مستقیم.

حرکت منحنی حرکتی است که مسیر آن یک خط مستقیم نیست.

حرکت با جهت، مسیر و مسافت طی شده در یک دوره زمانی معین (دوره) تعیین می شود.

حرکت یکنواخت یک نقطه، حرکتی است که در آن نسبت مسیر طی شده S به دوره زمانی مربوطه برای هر دوره زمانی ثابت بماند، یعنی.

S/t = Const(مقدار ثابت).(15)

این نسبت ثابت مسیر به زمان، سرعت حرکت یکنواخت نامیده می شود و با حرف v نشان داده می شود. بدین ترتیب، v= S/t. (16)

با حل معادله S به دست می آوریم S = vt, (17)

یعنی مسافت طی شده توسط یک نقطه در حین حرکت یکنواخت برابر است با ضرب سرعت و زمان. با حل معادله t متوجه می شویم که t = S/v,(18)

یعنی زمانی که یک نقطه مسیر معینی را در حین حرکت یکنواخت طی می کند برابر است با نسبت این مسیر به سرعت حرکت.

این برابری ها فرمول های اساسی برای حرکت یکنواخت هستند. این فرمول ها برای تعیین یکی از سه کمیت S, t, v استفاده می شود، زمانی که دو کمیت دیگر شناخته شده باشند.

ابعاد سرعت v = طول / زمان = m/sec.

حرکت ناهموار حرکت نقطه ای است که در آن نسبت مسافت طی شده به دوره زمانی مربوطه مقدار ثابتی نیست.

با حرکت ناهموار یک نقطه (جسم)، آنها اغلب با یافتن سرعت متوسط ​​راضی می شوند، که مشخص کننده سرعت حرکت برای یک دوره زمانی معین است، اما تصوری از سرعت حرکت نمی دهد. به لحظه های فردی اشاره کنید، یعنی سرعت واقعی.

سرعت واقعی حرکت ناهموار، سرعت حرکت نقطه در لحظه است.

سرعت متوسط ​​یک نقطه با فرمول (15) تعیین می شود.

در عمل، آنها اغلب از سرعت متوسط ​​راضی هستند و آن را درست می پذیرند. به عنوان مثال، سرعت جدول یک ماشین تراش طولی ثابت است، به استثنای لحظات شروع کار و شروع ضربات بیکار، اما این ممان ها در اکثر موارد نادیده گرفته می شوند.

در ماشین پلانینگ متقاطع که در آن حرکت چرخشی توسط مکانیزم راکر به حرکت انتقالی تبدیل می شود، سرعت لغزش ناهموار است. در ابتدای ضربه برابر با صفر است، سپس در لحظه موقعیت عمودی لغزش به مقداری حداکثر افزایش می یابد، پس از آن شروع به کاهش می کند و در پایان ضربه دوباره برابر با صفر می شود. در بیشتر موارد، محاسبات از سرعت متوسط ​​v cf نوار لغزنده استفاده می کنند که به عنوان سرعت واقعی برش در نظر گرفته می شود.

سرعت لغزنده یک ماشین پلنینگ متقاطع با مکانیزم راکر را می توان به صورت یکنواخت متغیر مشخص کرد.

حرکت متغیر یکنواخت حرکتی است که در آن سرعت در بازه های زمانی مساوی به همان میزان افزایش یا کاهش می یابد.

سرعت حرکت متغیر یکنواخت با فرمول v = v 0 + at, (19) بیان می شود.

که در آن v سرعت حرکت متغیر یکنواخت در یک لحظه معین، m/sec است.

v 0 - سرعت در شروع حرکت، m/sec. الف - شتاب، m/s 2.

شتاب تغییر سرعت در واحد زمان است.

شتاب a دارای ابعاد سرعت / زمان = m / sec 2 است و با فرمول a = (v-v 0) / t بیان می شود. (20)

وقتی v 0 = 0، a = v/t.

مسیر طی شده در طول حرکت متغیر یکنواخت با فرمول S= ((v 0 +v)/2)* t = v 0 t+(at 2)/2 بیان می شود. (21)

حرکت انتقالی جسم صلب حرکتی است که در آن هر خط مستقیمی که روی این جسم گرفته شود به موازات خودش حرکت کند.

در حین حرکت انتقالی، سرعت و شتاب تمام نقاط بدن یکسان است و در هر نقطه سرعت و شتاب بدن است.

حرکت دورانی حرکتی است که در آن تمام نقاط یک خط مستقیم (محور) معین گرفته شده در این جسم بی حرکت می مانند.

با چرخش یکنواخت در فواصل زمانی مساوی، بدن در زوایای مساوی می چرخد. سرعت زاویه ای اندازه حرکت چرخشی را مشخص می کند و با حرف ω (امگا) نشان داده می شود.

رابطه بین سرعت زاویه ای ω و تعداد دور در دقیقه با معادله: ω = (2πn)/60 = (πn)/30 درجه بر ثانیه بیان می شود. (22)

حرکت چرخشی حالت خاصی از حرکت منحنی است.

سرعت حرکت چرخشی نقطه به صورت مماس بر مسیر حرکت هدایت می شود و از نظر قدر با طول قوس عبور شده توسط نقطه در بازه زمانی متناظر برابر است.

سرعت حرکت یک نقطه از یک جسم در حال چرخشبا معادله بیان می شود

v = (2πRn)/(1000*60)= (πDn)/(1000*60) m/s، (23)

که در آن n تعداد دور در دقیقه است. R شعاع دایره چرخش است.

شتاب زاویه ای افزایش سرعت زاویه ای در واحد زمان را مشخص می کند. با حرف ε (epsilon) نشان داده می شود و با فرمول ε = (ω - ω 0) / t بیان می شود. (24)

جزئیات دسته بندی: مکانیک تاریخ انتشار 1393/03/17 18:55 بازدید: 15751

حرکت مکانیکی در نظر گرفته شده است نقطه مادی وبرای بدن جامد

حرکت یک نقطه مادی

حرکت رو به جلو یک جسم کاملاً صلب یک حرکت مکانیکی است که طی آن هر بخش خط مستقیم مرتبط با این جسم همیشه در هر لحظه از زمان با خودش موازی است.

اگر هر دو نقطه از یک جسم صلب را به صورت ذهنی با یک خط مستقیم به هم وصل کنید، بخش حاصل همیشه در روند حرکت انتقالی موازی با خود خواهد بود.

در طول حرکت انتقالی، تمام نقاط بدن به طور مساوی حرکت می کنند. یعنی مسافت یکسانی را در همان زمان طی می کنند و در یک جهت حرکت می کنند.

نمونه‌هایی از حرکت انتقالی: حرکت کابین آسانسور، ترازوهای مکانیکی، سورتمه‌ای که با سرعت از کوه پایین می‌آیند، پدال‌های دوچرخه، سکوی قطار، پیستون‌های موتور نسبت به سیلندرها.

حرکت چرخشی

در طول حرکت چرخشی، تمام نقاط بدن فیزیکی به صورت دایره ای حرکت می کنند. همه این دایره ها در صفحات موازی با یکدیگر قرار دارند. و مراکز چرخش تمام نقاط بر روی یک خط مستقیم ثابت قرار دارند که به آن می گویند محور چرخش. دایره هایی که با نقاط توصیف می شوند در صفحات موازی قرار دارند. و این صفحات بر محور چرخش عمود هستند.

حرکت چرخشی بسیار رایج است. بنابراین حرکت نقاط روی لبه چرخ نمونه ای از حرکت چرخشی است. حرکت چرخشی توسط پروانه فن و غیره توصیف می شود.

حرکت دورانی با کمیت های فیزیکی زیر مشخص می شود: سرعت زاویه ای چرخش، دوره چرخش، فرکانس چرخش، سرعت خطی یک نقطه.

سرعت زاویهای جسمی که به طور یکنواخت می چرخد ​​مقداری برابر با نسبت زاویه چرخش به مدت زمانی که در طی آن این چرخش اتفاق افتاده نامیده می شود.

مدت زمانی که بدن طول می کشد تا یک دور کامل را کامل کند نامیده می شود دوره چرخش (T).

تعداد دورهایی که یک جسم در واحد زمان انجام می دهد نامیده می شود سرعت (f).

فرکانس چرخش و دوره با رابطه با یکدیگر مرتبط هستند T = 1/f.

اگر نقطه ای در فاصله R از مرکز چرخش قرار گیرد، سرعت خطی آن با فرمول تعیین می شود:

حرکت مکانیکی یک جسم (نقطه) تغییر موقعیت آن در فضا نسبت به اجسام دیگر در طول زمان است.

انواع حرکات:

الف) حرکت یکنواخت یکنواخت یک نقطه مادی: شرایط اولیه

. شرایط اولیه

ز) حرکت نوسانی هارمونیکیکی از موارد مهم حرکت مکانیکی نوسانات است که در آن پارامترهای حرکت یک نقطه (مختصات، سرعت، شتاب) در فواصل زمانی معینی تکرار می شوند.

در باره کتاب مقدس جنبش . روش های مختلفی برای توصیف حرکت اجسام وجود دارد. با روش مختصات با مشخص کردن موقعیت یک جسم در یک سیستم مختصات دکارتی، حرکت یک نقطه مادی توسط سه تابع تعیین می شود که وابستگی مختصات را به زمان بیان می کند:

ایکس= ایکس(تی), y=y(تی) و z= z(تی) .

این وابستگی مختصات به زمان را قانون حرکت می نامند (یا معادله حرکت).

با روش برداری موقعیت یک نقطه در فضا در هر زمان توسط بردار شعاع تعیین می شود r= r(تی) , از مبدأ به یک نقطه کشیده شده است.

روش دیگری برای تعیین موقعیت یک نقطه مادی در فضا برای یک مسیر معین حرکت آن وجود دارد: استفاده از مختصات منحنی ل(تی) .

هر سه روش برای توصیف حرکت یک نقطه مادی معادل هستند، انتخاب هر یک از آنها با ملاحظات سادگی معادلات حرکتی حاصل و وضوح توصیف تعیین می شود.

زیر سیستم مرجع بدن مرجع را که معمولاً بی حرکت در نظر گرفته می شود، سیستم مختصات مرتبط با بدن مرجع، و ساعت، که با بدن مرجع نیز مرتبط است، درک کنید. در سینماتیک، سیستم مرجع مطابق با شرایط خاص مسئله توصیف حرکت یک جسم انتخاب می شود.

2. مسیر حرکت. مسافت طی شده قانون حرکتی حرکتی

خطی که نقطه خاصی از بدن در امتداد آن حرکت می کند نامیده می شود خط سیرجنبشاین نقطه

طول مقطع مسیری که یک نقطه در طول حرکت آن طی می کند نامیده می شود مسیر طی شده .

تغییر بردار شعاع در طول زمان نامیده می شود قانون سینماتیک :
در این صورت مختصات نقاط در زمان مختصات خواهد بود: ایکس= ایکس(تی), y= y(تی) وz= z(تی).

در حرکت منحنی، مسیر بزرگتر از مدول جابجایی است، زیرا طول کمان همیشه بیشتر از طول وتر است که آن را منقبض می کند.

بردار رسم شده از موقعیت اولیه نقطه متحرک به موقعیت آن در یک زمان معین (افزایش بردار شعاع نقطه در بازه زمانی در نظر گرفته شده) نامیده می شود. در حال حرکت. جابجایی حاصل برابر است با مجموع برداری جابجایی های متوالی.

در طول حرکت مستطیلی، بردار جابجایی با بخش مربوطه از مسیر منطبق است و ماژول جابجایی برابر با مسافت طی شده است.

3. سرعت. سرعت متوسط. پیش بینی های سرعت

سرعت - سرعت تغییر مختصات هنگامی که یک جسم (نقطه مادی) حرکت می کند، ما نه تنها به موقعیت آن در سیستم مرجع انتخاب شده، بلکه به قانون حرکت، یعنی وابستگی بردار شعاع به زمان نیز علاقه مندیم. بگذارید لحظه در زمان باشد مربوط به بردار شعاع است یک نقطه متحرک، و یک لحظه نزدیک در زمان - بردار شعاع . سپس در مدت زمان کوتاهی
نقطه یک جابجایی کوچک برابر با

برای مشخص کردن حرکت یک بدن، این مفهوم معرفی شده است سرعت متوسط حرکات او:
این کمیت یک کمیت برداری است که در جهت بردار منطبق است
. با کاهش نامحدود Δtسرعت متوسط ​​به یک مقدار محدود کننده تمایل دارد که سرعت آنی نامیده می شود :

پیش بینی های سرعت

الف) حرکت خطی یکنواخت یک نقطه مادی:
شرایط اولیه

ب) حرکت خطی با شتاب یکنواخت یک نقطه مادی:
. شرایط اولیه

ب) حرکت جسم در امتداد کمان دایره ای با سرعت مطلق ثابت:

برای یافتن مختصات یک جسم متحرک در هر لحظه از زمان، باید پیش بینی های بردار جابجایی روی محورهای مختصات و در نتیجه خود بردار جابجایی را بدانید. آنچه برای این کار باید بدانید. پاسخ بستگی به نوع حرکت بدن دارد.

بیایید ابتدا ساده ترین نوع حرکت را در نظر بگیریم - حرکت یکنواخت مستقیم

حرکتی که در آن جسم در هر فواصل مساوی حرکات مساوی انجام دهد نامیده می شود حرکت یکنواخت مستطیلی

برای یافتن جابجایی یک جسم در حرکت یکنواخت یکنواخت در یک بازه زمانی معین تی، باید بدانید که یک جسم در واحد زمان چه حرکتی انجام می دهد، زیرا برای هر واحد زمان دیگری همان حرکت را انجام می دهد.

حرکت انجام شده در واحد زمان نامیده می شود سرعتحرکات بدن و با حرف مشخص می شوند υ . اگر حرکت در این ناحیه با علامت گذاری شود و دوره زمانی با نشان داده شود تی، سپس سرعت را می توان به صورت نسبت به . از آنجایی که جابجایی یک کمیت برداری است و زمان یک کمیت اسکالر است، پس سرعت نیز کمیت برداری است. بردار سرعت به همان شکل بردار جابجایی هدایت می شود.

سرعت حرکت خطی یکنواختیک جسم مقداری است برابر با نسبت حرکت بدن به مدت زمانی که در طی آن این حرکت رخ داده است:

بنابراین، سرعت نشان می دهد که یک بدن در واحد زمان چقدر حرکت می کند. بنابراین، برای یافتن جابجایی یک جسم، باید سرعت آن را بدانید. حرکت بدن با فرمول محاسبه می شود:

بردار جابجایی به همان شیوه بردار سرعت، زمان هدایت می شود تی- کمیت اسکالر

محاسبات را نمی توان با استفاده از فرمول های نوشته شده به صورت برداری انجام داد، زیرا یک کمیت برداری نه تنها یک مقدار عددی، بلکه یک جهت نیز دارد. هنگام انجام محاسبات، آنها از فرمول هایی استفاده می کنند که شامل بردار نیستند، بلکه پیش بینی آنها روی محورهای مختصات است، زیرا عملیات جبری را می توان روی پیش بینی ها انجام داد.

از آنجایی که بردارها برابر هستند، پیش بینی آنها بر روی محور نیز برابر است ایکس، از اینجا:

اکنون می توانید فرمولی برای محاسبه مختصات دریافت کنید ایکسامتیاز در هر زمان ما آن را میدانیم

از این فرمول مشخص می شود که با حرکت یکنواخت یکنواخت، مختصات جسم به صورت خطی به زمان بستگی دارد، به این معنی که با کمک آن می توان حرکت یکنواخت مستقیم را توصیف کرد.

علاوه بر این، از فرمول چنین بر می آید که برای یافتن موقعیت بدن در هر زمان در طول حرکت یکنواخت مستقیم، باید مختصات اولیه بدن را بدانید. x 0و طرح بردار سرعت بر روی محوری که جسم در امتداد آن حرکت می کند.

باید به خاطر داشت که در این فرمول v x- طرح بردار سرعت، بنابراین، مانند هر طرح بردار، می تواند مثبت و منفی باشد.

حرکت یکنواخت مستطیلی نادر است. اغلب شما باید با حرکاتی برخورد کنید که در آن حرکات بدن می تواند در دوره های زمانی مساوی متفاوت باشد. این بدان معنی است که سرعت بدن در طول زمان به نوعی تغییر می کند. اتومبیل ها، قطارها، هواپیماها و غیره، جسمی که به سمت بالا پرتاب می شود و اجسامی که به زمین می افتند با سرعت های متغیر حرکت می کنند.

با چنین حرکتی نمی توانید از فرمولی برای محاسبه جابجایی استفاده کنید، زیرا سرعت در طول زمان تغییر می کند و دیگر در مورد سرعت خاصی صحبت نمی کنیم که مقدار آن را می توان جایگزین فرمول کرد. در چنین مواردی از سرعت متوسط ​​استفاده می شود که با فرمول بیان می شود:

سرعت متوسطجابجایی که یک جسم به طور متوسط ​​در واحد زمان ایجاد می کند را نشان می دهد.

با این حال، با استفاده از مفهوم سرعت متوسط، مشکل اصلی مکانیک - تعیین موقعیت یک جسم در هر لحظه از زمان - قابل حل نیست.