Ravnomerno ubrzano pravolinijsko kretanje

Pošto smo savladali ravnomerno kretanje, došlo je vreme da se upoznamo i sa promenljivim kretanjem. Prateći šta se dešava sa brzinom tokom kretanja, možemo uočiti da postoji niz prirodnih kretanja u kojima se brzina tokom vremena menja. Ova promena brzine se ne odnosi samo na promenu intenziteta brzine, već i na promenu pravca i smera kretanja. Kada šutnemo loptu ona leti u luku, kada se sankamo, krećemo se sve brže dok se spuštamo niz breg, a posle sve sporije dok klizimo po ravnom terenu, sve dok se ne zaustavimo. List koji pada sa drveta stalno menja pravac kretanja, a o insektima i pticama da ne pričamo. Ali ovde je potebno da napravimo bitnu razliku između svih navedenih kretanja. Pre svega, kretanje živih bića ne može se predvideti, tako da iako i živa bića pri kretanju moraju poštovati zakone fizike, njihovo kretanje nećemo proučavati. Kretanje na koje utiče niz nepredvidivih faktora, kao što je padanje lista sa grane, koji se pod dejstvom strujanja vazduha kreće krajnje nepredvidivo, takođe nećemo proučavati. Pa šta onda proučavamo? Svako kretanje pri kojem se ispoljava neko pravilo koje njime upravlja. Let lopte uvek ima oblik krive, koju nazivamo parabola. Klizanje i kotrljanje niz strminu se menja po nekom uočljivom pravilu. Telo koje slobodno pada takođe sledi neko pravilo. To ćemo proučavati. Postojanje pravila sugeriše da postoji neki fizički mehanizam, odnosno zakon, koji tim kretanjem upravlja, a nas upravo to interesuje. U ovom delu se nećemo upuštati u razloge, zašto se telo kreće po uočenom pravilu, već ćemo se samo upoznati sa veličinama kojima ćemo to kretanje opisivati.

Video čas iz ravnomerno ubrzanog pravolinijskog kretanja.

Pošto je suština promenljivog kretanja promena vektora brzine, definisaćemo veličinu koja upravo govori kako se menja brzina tokom kretanja. Ta veličina se naziva ubrzanje, obeležava se slovom a, dok je merna jedinica m/s2 . Ubrzanje nam govori za koliko, u kom pravcu i smeru se promeni vektor brzine, svake sekunde. $$\vec{a} =\frac{\Delta \vec{v} }{\Delta t}$$ Da bismo pojednostavili proučavanje cele ove problematike, ograničićemo kretanje tela na jedan pravac, odnosno proučavaćemo samo pravolinijsko ubrzano kretanje. Još jedna stvar je ovde bitna – telo ne mora sve vreme da menja brzinu na isti način. Ubrzanje može da menja intenzitet tokom kretanja. Da bismo još pojednostavili zadatak, posmatraćemo i proučavati samo ono kretanje kod kojeg se ni intenzitet ubrzanja tokom vremena ne menja. Takvo ubrzano kretanje , pri kojem se ne menjaju ni pravac ni smer ni intenzitet ubrzanja, se naziva ravnomerno ubrzano pravolinijsko kretanje. Drugim rečima, proučavamo kretanje kod kojeg se vektor ubrzanja, tokom vremena ne menja, te ubrzanje možemo pisati u skalarnom obliku. $$a=\frac{\Delta v}{\Delta t}$$

Iz definicije ubrzanja može se izraziti vrednost trenutne brzine, odnosno brzine koju telo ima u nekom određenom trenutku.

$$v ={v} _{0} +{a} \cdot t$$

U prethodnoj formuli ${v} _{0}$ je početna brzina, odnosno brzina koju telo ima u trenutku kada počinje ubrzano kretanje. Put koji telo pređe se računa po formuli

$$s=v_{0}\cdot t+\frac{1}{2}a\cdot t^{2}$$

a objašnjenje kako smo došli do te formule se nalazi u video času.

Desiće se da u nekom zadatku pročitate da se telo kreće usporeno. Šta to znači, sa stanovišta fizike? Ništa posebno. To samo znači da vektor ubrzanja ima suprotan smer od vektora brzine, te se brzina vremenom smanjuje. Kada se rade zadaci iz ubrzanog kretanja, vrednost ubrzanja je negativna kada je kretanje usporeno. Na primer, ako zadatak kaže da voz koči i da se posle nekog vremena zaustavlja, to znači da njegovo ubrzanje, od trenutka kada je počeo da koči iznosi npr. $$a=-2\frac{m}{s^{2} }$$ što znači da voz svake sekunde smanji brzinu za 2 m/s.