Ruch i podstawowe pojęcia

Ruch nazywamy zmianę położenia ciała względem innego ciała w miarę upływu czasu.

Układem odniesienia nazywamy ciało lub układ ciał, względem którego określamy położenie innego ciała.

Ruch i spoczynek to pojęcia względne, zależą od wyboru układu odniesienia. Oznacza to, że dane ciało w tym samym czasie jest w ruchu względem jednego układu odniesienia, a względem innego w spoczynku.

Droga to długość toru przebyta przez ciało w pewnym czasie.

Przemieszczenie (wektor przemieszczenia) w pewnym odstępie czasu nazywamy wektorem, którego początek znajduje się w początkowym położeniu ciała, a koniec w końcowym położeniu ciała.

Ruch Prostoliniowy Jednostajny

Ruch prostoliniowy jednostajny nazywamy ruchem, którego torem jest linia prosta, a w jednakowych, dowolnie małych odstępach czasu ciało przebywa jednakowe drogi (przemieszczenie jest jednakowe).

Droga przebyta w ruchu prostoliniowym jednostajnym jest wprost proporcjonalna do czasu jego trwania.

Stałą szybkość oznaczamy literą v.

Szybkość ciała obliczamy, dzieląc drogę przez czas, w którym ta droga została przebyta:

\[ v = \frac{s}{t} \]

gdzie:
- \( s \) – droga,
- \( t \) – czas,
- \( v \) – szybkość lub prędkość.

Alternatywnie, możemy zapisać:
\[ s = v \cdot t \]
\[ t = \frac{s}{v} \]

Szybkość ciała w ruchu jednostajnym informuje nas, jaką drogę przebywa ciało w jednostce czasu.

Wykresem zależności szybkości (\( v \)) od czasu (\( t \)) w ruchu prostoliniowym jednostajnym jest półprosta równoległa do osi czasu, co oznacza, że \( v = \text{const.} \).

Prędkość ciała obliczamy, dzieląc wartość przemieszczenia przez czas, w którym ono nastąpiło:
\[ v = \frac{AB}{t} \]
(przy czym \( AB \) oznacza przemieszczenie).

Prędkość informuje nas nie tylko o tym, jak porusza się ciało, ale również o kierunku i zwrocie jego ruchu.

Ruch Niejednostajny (Przyspieszony i Opóźniony)

Średnia prędkość (\( \overline{v} \)) obliczana jest jako:
\[ \overline{v} = \frac{s}{t} \]

Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony to ruch, w którym przyrosty wartości prędkości w równych, dowolnych odstępach czasu są równe.

Przyspieszenie (\( a \)) definiujemy jako:
\[ a = \frac{\Delta v}{t} \]
gdzie:
- \( \Delta v = v_2 - v_1 \) – zmiana prędkości,
- \( t \) – czas.

Zależność między przyspieszeniem a prędkością:
\[ v = a \cdot t \]

Droga przebyta w czasie jednostajnie przyspieszonym obliczana jest ze wzoru:
\[ s = \frac{a \cdot t^2}{2} \]

W ruchu jednostajnie przyspieszonym przyspieszenie ma wartość stałą.

Wszystkie ciała spadają swobodnie (w próżni) ruchem jednostajnie przyspieszonym ze stałym przyspieszeniem.

Przyspieszenie swobodnego spadania nazywamy przyspieszeniem ziemskim (\( g \)) i wynosi ono około \( 10 \, \text{m/s}^2 \):
\[ v_{\text{końcowe}} = g \cdot t \]
\[ h = \frac{g \cdot t^2}{2} \]
gdzie:
- \( h \) – wysokość spadku.