Rovnomerne zrýchlený pohyb

Z Wikipédie

Rovnomerne zrýchlený pohyb je pohyb, ktorý teleso koná za pôsobenia sily stálej veľkosti a smeru. V rámci kinematiky je jeho definícia ešte jednoduchšia: je to taký pohyb, pri ktorom má zrýchlenie telesa konštantnú veľkosť i smer.

[úprava] Základné vzťahy

• Pre skúmanie zmien polohy telesa je nutné zvoliť si vzťažnú sústavu, v ktorej budeme tento pohyb pozorovať a merať polohu telesa. Teraz budeme pre jednoduchosť predpokladať, že skúmaný rovnomerne zrýchlený pohyb sa odohráva po priamke (teda v jednom rozmere). Polohu telesa v čase t = 0 označíme x₀, jeho rýchlosť v tomto čase zase v₀. Ak je zrýchlenie telesa a, jeho poloha x(t) a rýchlosť v(t) v ľubovoľnom čase t sú

• Ak je začiatočná rýchlosť telesa nulová (v₀ = 0 m/s) a v čase t = 0 sa teleso nachádza v počiatku súradnicovej sústavy (x₀ = 0 m), potom sa predchádzajúce vzťahy zjednodušia do tvaru

• Ak označíme hmotnosť telesa m a veľkosť sily naňho pôsobiacej F, zrýchlenie telesa má veľkosť a = F / m. Teda čím väčšia sila na teleso pôsobí, tým väčšie zrýchlenie mu udeľuje. A naopak: čím väčšia je hmotnosť telesa, tým menšie zrýchlenie mu udelí sila danej veľkosti.

• Pri voľnom páde pôsobí na teleso tiažová sila veľkosti G = mg, pričom m je hmotnosť telesa a g je tzv. tiažové zrýchlenie. Zrýchlenie telesa je preto vždy rovné g.

[úprava] Limity

Podobne ako mnoho iných jednoduchých úloh vo fyzike, aj rovnomerne zrýchlený pohyb je idealizovaná situácia. Ak by sme aj dokázali na nejaké teleso pôsobiť silou konštantnej veľkosti a smeru, po získaní rýchlosti by na teleso začali pôsobiť odporové sily (napríklad odpor vzduchu). Preto ani pri voľnom páde nie je zrýchlenie telesa konštantné, ale s narastajúcou rýchlosťou klesá (proti tiažovej sile danej hmotnosťou padajúceho objektu totiž pôsobí stále väčšia odporová sila vzduchu).

Navyše, zo vzťahu pre rýchlosť rovnomerne zrýchleného pohybu v = at vyplýva, že po dostatočne dlhom čase rýchlosť v prekročí rýchlosť svetla, čo však samozrejme nie je možné. Tento Chybný výsledok sme získali kvôli použitiu Newtonovho zákona F = ma, pri rýchlostiach blízkych rýchlosti svetla ho však už nie je možné použiť a správny výsledok je potrebné získať pomocou teórie relativity.