Кинематика.
Лекции по этой теме:" Кинематика". "Движение по кругу".
Первая тема – кинематика. Это еще не совсем физика, так как здесь нет сил, но это очень важная тема, так как почти все задачи по физике сводятся к кинематике. Здесь мы не знаем, почему тела двигаются, мы просто вычисляем, где они будут в какой-то момент времени, какая у них будет скорость и т.д.
Определения:
∆ - изменение, то есть ∆А – это А конечное минус А начальное
средняя скорость = весь путь/все время=∆S/t
мгновенная скорость (или просто скорость)= расстояние, пройденное за очень маленькое время/это время (или производная от перемещения по времени)
ускорение = изменение скорости/время=(V-Vo)/t
Движение с постоянным ускорением по одной оси.
В этой теме нет никаких законов, все выводится из определений. Если а=(V-Vo)/t, то отсюда получаем V = Vo + at. Это не новая формула, это то же самое определение ускорения, только записанное по-другому. Так же из определения средней скорости Vср.=∆S/t получаем S= Sо + Vср.×t. Имеем систему из двух уравнений:
x= xо + Vср.×t
V = Vo + at
Принимая, что при постоянном ускорении Vср.=(Vo+V)/2 и V = Vo + at, первую формулу можно записать по-другому. Получаем формулы движения с постоянным ускорением. Очень советую всегда писать их вместе как систему. Можно заметить, что в первом столбике вторая формула получается из первой, если взять производную по времени. Так и должно быть, ведь скорость есть производная от перемещения по времени.
S = Sо + Vo×t + 
или S= Sо + Vср.×t
V = Vo + at V = Vo + at
Рекомендации по решению задач.
So не является неизвестной, вы ее выбираете сами тем, куда помещаете начало координат или начало отсчета. Обычно начало отсчета помещают в точку, где начинается движение, тогда So=0.
Неизвестных в этих двух формулах пять: S, V, Vo, a,t. Чтобы система из двух уравнений решалась, должно быть две неизвестные, поэтому должны быть известны 3 величины. Если вы видите, что любые три величины вам известны, то вы уже как физик задачу решили, остается только решить систему из двух уравнений для двух неизвестных, а это скорее математика.
Почти все задачи на кинематику решаются в уме, если вы используете среднюю скорость.
На графике x-t (по одной оси – время, по другой – перемещение тела) движение с постоянной скоростью выглядит как прямая. Если график – кривая, то скорость есть производная, то есть тангенс угла наклона касательной (вспоминайте тему "производная" по математике). Если надо узнать, как меняется скорость, то смотрите на наклон кривой: если наклон уменьшается – скорость уменьшается, и наоборот.
Движение в поле тяжести на поверхности Земли.
Все тела падают с одним ускорением, которое равно –g (g=10 м/ 
или 10 м/сек за сек). Минус появляется от того, что ось Y направлена вверх, а ускорение – вниз. Ускорение есть только по оси Y, по оси X ускорения нет. Тело двигается по оси Y с ускорением, направленным вниз, а по оси X – без ускорения. То есть за каждую секунду скорость по оси Y уменьшается (если тело поднимается) или увеличивается (если падает) на 10 метров в секунду, скорость по оси X остается постоянной.
Главная идея здесь состоит в том, что мы разбиваем движение по двум осям, и движение по каждой оси считаем отдельно. Для этого необходимо начальную скорость разбить по осям, то есть найти проекции начальной скорости по оси X и оси Y. Зная Vox и Voy, мы пишем уравнения кинематики для каждой оси отдельно, и все считаем для каждой оси отдельно. Связывает движения по разным осям только время, то есть если мы вычислили высоту (то есть координату Y) в какой-то момент и длину (то есть координатуX) в тот же момент, то мы можем сказать, где находится тело в этот момент.
Итак, находим проекции скорости по двум осям и пишем уравнения кинематики для каждой оси отдельно. Дальше все так же, как описано выше: в каждой системе должно быть три известных величины, и две неизвестных. Ускорения по обеим осям уже известны (по оси X ускорение равно нулю, по оси Y равно минус g), остальные величины даются в задаче.
y = yо + 
×t - 
x = xо + 
×t
= - gt 
=
Движение по кругу.
Ускорение при движении по кругу направлено к центру круга и равно по величине
а = 
Поэтому если тело двигается по кругу, то оно имеет ускорение, равное , следовательно (по второму закону Ньютона) к этому телу приложена сила, равная F = m× .