Механика
Кинематика

Графики движения и путь

Мякишев «Физика 10», кинематика
1

Что читают с графика координаты

Наклон графика x(t)x(t) — это скорость. Для равноускоренного движения x(t)x(t) — парабола.
Признаки на глаз3

Прямая — равномерное движение. Парабола ветвями вверх — ускорение положительно, вниз — отрицательно.

Касательная к параболе в точке даёт мгновенную скорость: tg α=v\mathrm{tg}\,\alpha = v.

Вершина параболы — момент, когда скорость обращается в ноль и тело разворачивается.

⚗
Опыт в Физлабе
Графики движения
Крути ускорение и следи, как переворачиваются ветви параболы.
Открыть опыт
2

Площадь под графиком скорости

Площадь под v(t)v(t) равна перемещению. Если график уходит под ось, эта часть входит со знаком минус.
Путь против перемещения на графике3

Перемещение — алгебраическая сумма площадей со знаками.

Путь — сумма модулей площадей, без знаков.

Если тело разворачивалось, эти два ответа различаются — и в вопросе всегда сказано, что именно нужно.

3

График ускорения

На графике a(t)a(t) равноускоренное движение — горизонтальная прямая. Площадь под ней равна изменению скорости.
Связка трёх графиков3

От a(t)a(t) к v(t)v(t) — через площадь. От v(t)v(t) к x(t)x(t) — тоже через площадь.

Обратно: от x(t)x(t) к v(t)v(t) — через наклон, от v(t)v(t) к a(t)a(t) — тоже через наклон.

Эту цепочку полезно держать в голове целиком: половина графических задач ЕГЭ решается только ею.

⚗
Опыт в Физлабе
Тормозной путь
Удвой скорость и посмотри, во сколько раз вырастет путь.
Открыть опыт
Разобранные примеры
По графику скорости тело разгоняется от 00 до 2020 м/с за 1010 с. Найдите путь и ускорение.разбор
  1. Путь — площадь под графиком v(t)v(t): треугольник 10⋅202=100\dfrac{10\cdot20}{2}=100 м.
  2. Ускорение — наклон графика: a=20−010=2a=\dfrac{20-0}{10}=2 м/с².
Ответ: 100100 м, 22 м/с²
На графике координаты x(t)x(t) прямая идёт от 00 до 4040 м за 88 с. Найдите скорость.разбор
  1. У графика координаты скорость — это наклон прямой.
  2. v=40−08=5v=\dfrac{40-0}{8}=5 м/с. Прямая на x(t)x(t) означает равномерное движение.
Ответ: 55 м/с