Номер 2, страница 26 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Кинематика. Параграф 6. Скорость при равноускоренном движении. Вспомните - номер 2, страница 26.

Условие.

Что такое ускорение?

Решение.

Определение ускорения

Ускорение — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту изменения скорости тела по величине и направлению. Иными словами, ускорение показывает, на сколько изменяется вектор скорости тела за единицу времени. Поскольку скорость является вектором, ускорение возникает в любом из следующих случаев:

• изменяется величина скорости (тело разгоняется или замедляется);
• изменяется направление скорости (тело движется по криволинейной траектории);
• изменяются и величина, и направление скорости одновременно.

Ответ: Ускорение — это физическая величина, показывающая, как быстро меняется скорость тела.

Математическое выражение

Среднее ускорение $\vec{a}_{ср}$ за промежуток времени $\Delta t$ определяется как отношение изменения вектора скорости $\Delta \vec{v}$ к этому промежутку времени:

$\vec{a}_{ср} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t} = \frac{\vec{v} - \vec{v_0}}{t - t_0}$

где $\vec{v}$ — конечная скорость тела, а $\vec{v_0}$ — его начальная скорость.

Мгновенное ускорение (то есть ускорение в конкретный момент времени) — это предел, к которому стремится среднее ускорение, когда промежуток времени $\Delta t$ стремится к нулю. Математически это первая производная от скорости по времени:

$\vec{a} = \lim_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t} = \frac{d\vec{v}}{dt}$

Ответ: Ускорение равно отношению изменения скорости ко времени, за которое это изменение произошло ($ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} $).

Единицы измерения

В Международной системе единиц (СИ) ускорение измеряется в метрах в секунду за секунду, что записывается как метры на секунду в квадрате ($м/с^2$). Ускорение, равное $1 \, м/с^2$, означает, что за каждую секунду скорость тела изменяется на $1 \, м/с$. Например, если автомобиль стартует из состояния покоя с постоянным ускорением $2 \, м/с^2$, то через одну секунду его скорость будет $2 \, м/с$, через две секунды — $4 \, м/с$, и так далее.

Ответ: Ускорение измеряется в метрах на секунду в квадрате ($м/с^2$).

Виды движения с ускорением

В зависимости от направления векторов скорости и ускорения, можно выделить несколько ключевых случаев:

• Положительное ускорение: Если вектор ускорения сонаправлен с вектором скорости, то модуль скорости тела увеличивается. Такое движение называют ускоренным.
• Отрицательное ускорение (замедление): Если вектор ускорения направлен в сторону, противоположную вектору скорости, то модуль скорости тела уменьшается. Такое движение называют замедленным.
• Движение с постоянным ускорением: Если вектор ускорения не изменяется со временем, движение называют равноускоренным (или равнозамедленным).
• Изменение направления скорости: Ускорение возникает и тогда, когда меняется только направление скорости, а ее модуль (численное значение) остается постоянным. Классический пример — равномерное движение по окружности. В этом случае ускорение (называемое центростремительным) всегда направлено к центру окружности и перпендикулярно вектору скорости.

Ответ: Ускорение может быть положительным (разгон), отрицательным (торможение) или возникать при изменении направления движения, даже если скорость постоянна.

Причина возникновения ускорения

Согласно второму закону Ньютона, причиной любого изменения скорости тела, то есть причиной его ускорения, является действие на это тело силы (или нескольких сил, равнодействующая которых не равна нулю). Ускорение тела прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к нему сил и обратно пропорционально его массе:

$\vec{a} = \frac{\sum \vec{F}}{m}$

где $\sum \vec{F}$ — векторная сумма всех сил (равнодействующая сила), а $ m $ — масса тела. Это означает, что для того чтобы тело начало двигаться ускоренно, на него должна действовать ненулевая результирующая сила.

Ответ: Причиной ускорения является действие на тело результирующей силы, что описывается вторым законом Ньютона ($ F=ma $).