Kinematyka W Y K Ł A D I. Ruch jednowymiarowy. 2-1 Przemieszczenie, prędkość. x = x 2 - x x t

Podobne dokumenty
Przemieszczeniem ciała nazywamy zmianę jego położenia

Wykład FIZYKA I. 2. Kinematyka punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Część I. MECHANIKA. Wykład KINEMATYKA PUNKTU MATERIALNEGO. Ruch jednowymiarowy Ruch na płaszczyźnie i w przestrzeni.

I. KINEMATYKA I DYNAMIKA

Ruch płaski. Bryła w ruchu płaskim. (płaszczyzna kierująca) Punkty bryły o jednakowych prędkościach i przyspieszeniach. Prof.

ψ przedstawia zależność

Ruch jednowymiarowy. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

POMIAR PARAMETRÓW SYGNAŁOW NAPIĘCIOWYCH METODĄ PRÓKOWANIA I CYFROWEGO PRZETWARZANIA SYGNAŁU

3. KINEMATYKA Kinematyka jest częścią mechaniki, która zajmuje się opisem ruchu ciał bez wnikania w jego przyczyny. Oznacza to, że nie interesuje nas

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 13

Wektory, układ współrzędnych

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Ruch jednostajnie zmienny prostoliniowy

Drgania. W Y K Ł A D X Ruch harmoniczny prosty. k m

Kinematyka: opis ruchu

Ruch prostoliniowy. zmienny. dr inż. Romuald Kędzierski

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Temat: Ruchy prostoliniowe. Obliczenia

Ruch. Kinematyka zajmuje się opisem ruchu różnych ciał bez wnikania w przyczyny, które ruch ciał spowodował.

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

Zasada pędu i popędu, krętu i pokrętu, energii i pracy oraz d Alemberta bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych. Rzuty

Pobieranie próby. Rozkład χ 2

MECHANIKA 2. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

Elementy rachunku różniczkowego i całkowego

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. Etap szkolny 5 listopada 2013 Czas 90 minut

Energia potencjalna pola elektrostatycznego ładunku punktowego

Siły zachowawcze i niezachowawcze. Autorzy: Zbigniew Kąkol Kamil Kutorasiński

ZAJĘCIA 25. Wartość bezwzględna. Interpretacja geometryczna wartości bezwzględnej.

WYKŁAD FIZYKAIIIB 2000 Drgania tłumione

Kinematyka: opis ruchu

Fizyka 1 Wróbel Wojciech. w poprzednim odcinku

Krzywe na płaszczyźnie.

KINEMATYKA czyli opis ruchu. Marian Talar

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z FIZYKI WYMAGANIA EDUKACYJNE DLA UCZNIÓW KLAS I

Wykład 2. Kinematyka. Podstawowe wielkości opisujące ruch. W tekście tym przedstawię podstawowe pojecia niezbędne do opiosu ruchu:

Funkcja liniowa - podsumowanie

będzie momentem Twierdzenie Steinera

Zakład Dydaktyki Fizyki UMK

Podstawy fizyki sezon 1 III. Praca i energia

Dynamiczne formy pełzania i relaksacji (odprężenia) górotworu

oznacza przyrost argumentu (zmiennej niezależnej) x 3A82 (Definicja). Granicę (właściwą) ilorazu różnicowego funkcji f w punkcie x x x e x lim x lim

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

FUNKCJA KWADRATOWA. Zad 1 Przedstaw funkcję kwadratową w postaci ogólnej. Postać ogólna funkcji kwadratowej to: y = ax + bx + c;(

Zasady dynamiki Newtona

i j k Oprac. W. Salejda, L. Bujkiewicz, G.Harań, K. Kluczyk, M. Mulak, J. Szatkowski. Wrocław, 1 października 2015

( ) ( ) ( τ) ( t) = 0

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Praca, moc, energia INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Podstawowy problem mechaniki klasycznej punktu materialnego można sformułować w sposób następujący:

( 3 ) Kondensator o pojemności C naładowany do różnicy potencjałów U posiada ładunek: q = C U. ( 4 ) Eliminując U z równania (3) i (4) otrzymamy: =

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

Część I. MECHANIKA. Wykład KINEMATYKA PUNKTU MATERIALNEGO. Ruch jednowymiarowy Ruch na płaszczyźnie i w przestrzeni.

Całka nieoznaczona Andrzej Musielak Str 1. Całka nieoznaczona

Praca. Siły zachowawcze i niezachowawcze. Pole Grawitacyjne.

A B. Modelowanie reakcji chemicznych: numeryczne rozwiązywanie równań na szybkość reakcji chemicznych B: 1. da dt. A v. v t

KOŚć i przyspieszenie. O PRĘDKOŚCI. Aby ZROZumIEć to POjĘCIE,

Gr.A, Zad.1. Gr.A, Zad.2 U CC R C1 R C2. U wy T 1 T 2. U we T 3 T 4 U EE

Fizyka 5. Janusz Andrzejewski

FUNKCJE ELEMENTARNE I ICH WŁASNOŚCI

ZESTAW POWTÓRKOWY (1) KINEMATYKA POWTÓRKI PRZED EGZAMINEM ZADANIA WYKONUJ SAMODZIELNIE!

Rozdział 22 Pole elektryczne

WYMAGANIA EDUKACYJNE

Tadeusz Lesiak. Podstawy mechaniki Newtona Kinematyka punktu materialnego

Ruch jednostajny prostoliniowy

Definicja pochodnej cząstkowej

Plan wynikowy z wymaganiami edukacyjnymi przedmiotu fizyka w zakresie rozszerzonym dla I klasy liceum ogólnokształcącego i technikum

Imię i nazwisko ucznia Data... Klasa... Ruch i siły wer. 1

Tadeusz Lesiak. Dynamika punktu materialnego: Praca i energia; zasada zachowania energii

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 4

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

Matematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 wykład 13 (27 maja)

Rozdział 1. Prędkość i przyspieszenie... 5 Rozdział 2. Składanie ruchów Rozdział 3. Modelowanie zjawisk fizycznych...43 Numeryczne całkowanie,

Przykładowe zdania testowe I semestr,

E k o n o m e t r i a S t r o n a 1. Nieliniowy model ekonometryczny

Zadanie 2 Narysuj wykres zależności przemieszczenia (x) od czasu(t) dla ruchu pewnego ciała. m Ruch opisany jest wzorem x( t)

Podstawy niepewności pomiarowych Ćwiczenia

Fizyka, wykład 2. Janusz Andrzejewski

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

MECHANIKA 2. Praca, moc, energia. Wykład Nr 11. Prowadzący: dr Krzysztof Polko

Metody Lagrange a i Hamiltona w Mechanice

Ćwiczenie: "Kinematyka"

FUNKCJA LINIOWA - WYKRES. y = ax + b. a i b to współczynniki funkcji, które mają wartości liczbowe

PODSTAWY FIZYKI - WYKŁAD 3 ENERGIA I PRACA SIŁA WYPORU. Piotr Nieżurawski. Wydział Fizyki. Uniwersytet Warszawski

3) Naszkicuj wykres funkcji y=-xdo kwadratu+2x+1 i napisz równanie osi symetrii jej wykresu.

Podstawy elektrotechniki

Rachunek całkowy - całka oznaczona

Praca, moc, energia. 1. Klasyfikacja energii. W = Epoczątkowa Ekońcowa

Praca domowa nr 1. Metodologia Fizyki. Grupa 1. Szacowanie wartości wielkości fizycznych Zad Stoisz na brzegu oceanu, pogoda jest idealna,

========================= Zapisujemy naszą funkcję kwadratową w postaci kanonicznej: 2

13. Równania różniczkowe - portrety fazowe

Definicje i przykłady

FUNKCJE I RÓWNANIA KWADRATOWE. Lekcja 78. Pojęcie i wykres funkcji kwadratowej str

lub też (uwzględniając fakt, że poruszają się w kierunkach prostopadłych) w układzie współrzędnych kartezjańskich: x 1 (t) = v 1 t y 2 (t) = v 2 t

Pojęcia podstawowe 1

FIZYKA. Wstęp cz.2. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

lim = lim lim Pochodne i róŝniczki funkcji jednej zmiennej.

Wykład 6. Badanie dynamiki zjawisk

Transkrypt:

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz W Y K Ł A D I Ruch jednowymiarowy Kinemayka Zaczniemy wykład z fizyki od badania przedmioów będących w ruchu. Dział fizyki, kóry zajmuje się badaniem ruchu ciał bez wnikania w przyczyny, kóre en ruch wywołują nazywamy kinemayką. Rozparzymy najprosszy przypadek, gdy ruch odbywa się wzdłuŝ prosej, np. gdy samochód porusza się po płaskiej, wąskiej i prosej drodze. Punkem maerialnym (cząską) nazywamy obiek, kóry moŝe być zasąpiony przez pojedynczy punk. KaŜdy przedmio moŝe być zasąpiony przez punk maerialny np. aom, samolo, czy Ziemia jeŝeli ylko moŝemy zaniedbać rozmiary danego obieku. - Przemieszczenie, prędkość. Rysunek - pokazuje samochód w miejscu x w chwili i w miejscu x w późniejszej chwili. Zmiana połoŝenia ciała, nazywana przemieszczeniem, jes równa x - x. Częso zmianę danej wielkości oznaczamy grecką lierą. Czyli zmiana połoŝenia moŝe być zapisana wzorem: x = x - x - UWAGA: Zmiana dowolnej warości o zawsze warość końcowa minus warość począkowa. Prędkość jes o szybkość z jaką zmienia się połoŝenie ciała. Średnia prędkość punku maerialnego jes zdefiniowana jako sosunek przemieszczenia x do przedziału czasu =, w kórym o przemieszczenie nasąpiło: śr x x = = - x Przemieszczenie i prędkość średnia mogą być zarówno dodanie jak i ujemne. Warość dodania wskazuje, Ŝe punk maerialny porusza się w dodanim kierunku osi x. Jednoską prędkości w układzie SI jes m/s. Rysunek - Samochód porusza się w układzie współrzędnych składającym się z linii i punku, będącym począkiem układu.

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz Rysunek - definiuje średnią prędkość w sposób graficzny. Linia prosa łączy punky P i P i worzy rójką o bokach x i. Sosunek x/ określa nachylenie ej linii ( czyli gα ), a o daje nam geomeryczną inerpreację prędkości: Prędkość średnia jes równa nachyleniu linii prosej łączącej punky (, x ) i (, x ) Rysunek - nachylenie Syczna w punkcie P Ogólnie prędkość średnia zaleŝy od przedziału czasu w kórym, jes określona. Na przykład na rysunku - dla mniejszego przedziału czasu określonego przez i P orzymamy większą prędkość średnią. Prędkość chwilowa. W pierwszej chwili pojęcie prędkości chwilowej wydaje się być paradoksalne. JeŜeli rozwaŝamy jedną chwilę o znaczy, Ŝe punk maerialny. nie poruszył się, Rysunek -3 a zaem nie miał prędkości. Rozparzmy jednak rysunek -3: w miarę jak sopniowo wybieramy coraz krószy odsęp czasu, rozpoczynający się w chwili widzimy, Ŝe średnia prędkość zbliŝa się do nachylenia sycznej w punkcie. Tak więc prędkość chwilową w chwili definiujemy jako nachylenie ej sycznej. Czyli prędkość chwilową definiujemy jako granicę sosunku x/ gdy dąŝy do zera:

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 3 ( ) x = lim = g α króko nachyleniu sycznej. -3 = angensowi kąa nachylenia sycznej do krzywej w danym punkcie Ta granica nazywa się pochodną x-a po czasie. Zwykle zapisujemy pochodną w posaci: ( ) x = lim = dx d Nachylenie sycznej moŝe być dodanie, ujemne lub równe zeru; czyli prędkość chwilowa moŝe być dodania (x wzrasa), ujemna ( x maleje) lub równa zero (punk maerialny nie porusza się). Prędkość względna. JeŜeli cząska porusza się z prędkością pa względem układu współrzędnych A, kóry z kolei porusza się z prędkością AB względem innego układu współrzędnych B o prędkość cząski względem układu B jes dana wzorem: + pb = -4a pa AB Na przykład, jeŝeli pływak płynie po rzece równolegle do kierunku jej nuru, o jego prędkość względem brzegu - yb będzie równa jego prędkości względem wody - yw, plus prędkość wody względem brzegu- wb : = + yb yw wb Prędkości dodadzą się lub odejmą w zaleŝności od ego czy pływak płynie z prądem czy pod prąd rzeki. Na przykład, jeŝeli pływak płynie z prędkością m/s pod prąd, a prędkość wody wynosi,m/s względem brzegu o prędkość pływaka względem brzegu wyniesie yb = -m/s +,m/s = -,8m/s, w ym wypadku wybraliśmy kierunek płynięcia wody jako dodani. Analogiczne przykłady o lecący samolo pod lub z wiarem, czy eŝ człowiek idący po ruchomych schodach. Wielką niespodzianką dla fizyki począku dwudziesego wieku było odkrycie, Ŝe równanie -4a jes ylko przybliŝeniem. Szczególna eoria względności pokazuje, Ŝe dokładny wzór na prędkość względną ma posać: + yw wb yb = -4b + ywwb / c

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 4 gdzie c=3 8 m/s jes prędkością świała w próŝni. W codziennych syuacjach ciała makroskopowe mają najczęściej prędkości yb i wb znacznie mniejsze niŝ c, dlaego eŝ równania -4a i -4b są akie same. Jednak dla bardzo duŝych prędkości akich np. jaką ma elekron lub odległa, oddalająca się od Ziemi galakyka, róŝnice między ymi dwoma równaniami mogą być znaczne. Równanie -4b ma ciekawą własność: jeŝeli yw = c o yb eŝ równa się c. Jes o właśnie posula szczególnej eorii względności, kóry mówi, Ŝe prędkość świała w próŝni jes zawsze aka sama bez względu na o w jakim układzie współrzędnych ( ruchomym, czy nieruchomym) dokonujemy pomiaru. - Przyspieszenie Przyspieszenie określa szybkość zmian prędkości chwilowej. Średnie przyspieszenie w pewnym przedziale czasu = definiuje się jako sosunek / gdzie = - : a śr = = -5 Jednoska przyspieszenia jes określona przez długość podzieloną przez czas do kwadrau, czyli w układzie SI - m/s. Przyspieszenie chwilowe jes równe granicy / gdy dąŝy do zera. Na wykresie prędkości chwilowej w zaleŝności od czasu przyspieszenie chwilowe w chwili jes równe nachyleniu sycznej do ej krzywej w chwili. a ( ) = lim = g α = angensowi kąa nachylenia sycznej do krzywej () w punkcie ( krócej, nachylenie sycznej w danym punkcie ) -6 Analogicznie jak w przypadku definicji prędkości, przyspieszenie chwilowe jes pochodną prędkości po czasie - d/d. PoniewaŜ prędkość jes pochodną współrzędnej x po czasie, o przyspieszenie jes drugą pochodną współrzędnej x po czasie - d x/d. MoŜna o zapisać w nasępujący sposób: ( dx / d) d d d x a = = d d d = -7 JeŜeli przyspieszenie jes równe zero, o prędkość się nie zmienia w czasie jes sała. JeŜeli przyspieszenie jes niezerowe i sałe o prędkość zaleŝy od czasu liniowo - jes linią prosą na wykresie (). Wedy połoŝenie ciała opisane jes parabolą na wykresie x().

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 5 Rozparzmy szczegółowiej właśnie aką syuację. -3 Ruch ze sałym przyspieszeniem. Ruch punk maerialnego ze sałym przyspieszeniem jes dość powszechny w przyrodzie. Np. w pobliŝu Ziemi wszyskie ciała spadają swobodnie ze sałym przyspieszeniem (pod warunkiem zaniedbania oporu powierza ). JeŜeli punk maerialny ma sałe przyśpieszenie a, o oczywiście, przyspieszenie średnie dla dowolnego przedziału czasu eŝ będzie sałe i będzie równe a. a śr = = a JeŜeli prędkość w chwili = wynosi, a jes prędkością po pewnym czasie, o przyspieszenie wyrazi się wzorem: = = = a Przekszałcenie powyŝszego daje nam jako funkcję czasu: = + a -8 Jes o równanie linii prosej na wykresie od ( Rysunek -4). Nachylenie linii jes równe przyspieszeniu a, a jej przecięcie z osią daje warość prędkości począkowej. Przemieszczenie x = x - x w czasie = jes równe : x = śr = śr -9a Rysunek -4 Przy sałym przyspieszeniu prędkość zmienia się liniowo z czasem, a o powoduje, Ŝe prędkość średnia jes równa średniej warości prędkości począkowej i końcowej:

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 6 śr = + ( ) Wówczas, przemieszczenie będzie dane równaniem: -9b x = x - x = śr = ( ) + - MoŜemy wyeliminować prędkość podsawiając -8: x = + ( + ) = ( + + a) = a Z powyŝszego wynika, Ŝe przemieszczenie dane jes wzorem: x + = x x = a - JeŜeli z równania -8 obliczymy czas i podsawimy go do wzoru na drogę: x = śr = ( + ) = ( + ) a = a W rezulacie mamy: = + a x - Równanie - jes przydane np. wedy gdy chcemy znaleźć prędkość końcową ciała puszczonego swobodnie z pewnej wysokości. Zagadnienia związane z jednym ciałem. Wiele prakycznych zagadnień związanych jes z ruchem ciał w polu grawiacyjnym. Przyspieszenie ciał wywoływane polem grawiacyjnym Ziemi jes w jej pobliŝu prakycznie sałe i oznaczane jes lierą g, a warość ego przyspieszenia wynosi: g = 9,8m/s

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 7 Zgodnie z umową, g jes zawsze dodanie. JeŜeli kierunek do dołu przyjąć za dodani o przyspieszenie zgodne z kierunkiem grawiacji wynosi a = g, jeŝeli kierunek do góry jes dodani o a = -g. P R Z Y K Ł A D Chłopiec rzucił pionowo do góry czapkę z począkową prędkością 4,7m/s (Rysunek -5). Zakładając Ŝe przyspieszenie wynosi 9,8m/s (zaniedbujemy opór powierza) naleŝy obliczyć, (a) jak długo czapka będzie poruszać się do osiągnięcia maksymalnej wysokości?, (b) Jaka jes a maksymalna wysokość?, (c) Ile wynosi całkowiy czas ruchu czapki w powierzu? Dyskusja zadania. Kiedy czapka jes w najwyŝszym punkcie, jej prędkość chwilowa wynosi zero. Maemaycznie oznacza o, Ŝe =. Podobnie "całkowiy czas w powierzu" oznacza czas nasępujący po wyrzuceniu z punku x = x do chwili powrou w o samo miejsce. Wybieramy począek układu odniesienia w Rysunek -5 W najwyŝszym punkcie = punkcie w kórym, czapka znajdowała się w chwili wyrzucenia i przyjmujemy, Ŝe kierunek do góry jes kierunkiem dodanim. Wedy x =, = 4,7m/s, a przyspieszenie, kóre jes skierowane do dołu wynosi a = - 9,8m/s. (a). Czas jes związany z przyspieszeniem i prędkością : = + a. Aby znaleźć czas po kórym, czapka osiągnie najwyŝszy punk podsawiamy = ( w najwyŝszym punkcie, oczywiście, czapka zarzymała się) i obliczamy : a 4 7, m / s = = =,5s 9,8m / s (b) Po ym czasie =,5s czapka osiągnie maksymalną wysokość, poruszając się z prędkością średnią :

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 8 x= śr = ( ) + = ½(4,7m/s)(,5s)=,m (c). Aby znaleźć czas całego ruchu, naleŝy do równania - x - x = + podsawić x = x i wyliczyć : = ( + a ) a. Jak widać są dwa rozwiązania dla gdy x = x.pierwsze odpowiada chwili począkowej gdy ciało. jes wyrzucane w górę: = (pierwsze rozwiązanie) Drugie odpowiada czasowi, po kórym ciało wyląduje: ( 4 7, m / s) = = 3s a 9,8m / s = (drugie rozwiązanie) -4 Całkowanie. JeŜeli chcemy znaleźć prędkość mając dane przyspieszenie, o zwróćmy uwagę, Ŝe prędkość jes funkcją (), kórej pochodną jes przyspieszenie a() : d d ( ) = a ( ) JeŜeli przyspieszenie ma być sałe o prędkość musi być aką funkcją czasu, Ŝe po policzeniu jej pochodnej orzymamy sałą równą przyspieszeniu. W ym wypadku aką funkcją jes : = a, a = consans ( wielkość sała) Bardziej ogólnie; do a moŝemy dodać dowolną sałą i nie zmieni o pochodnej. Oznaczając sałą jako, będziemy mieli: = + a Kiedy =, =. Czyli jes prędkością począkową. Podobnie jes dla połoŝenia x() jako funkcji czasu. Pochodna x po czasie jes równa prędkości:

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz 9 dx d = = + a KaŜdy Ŝe składników moŝemy porakować oddzielnie. Funkcja kórej pochodna, jes równa ma posać plus dowolna sała. Funkcja kórej pochodna, jes równa a ma posać przez x dowolną sałą orzymamy: x = x + + a Kiedy = o x = x. Tak więc x jes połoŝeniem począkowym. a plus dowolna sała. Oznaczając Za kaŝdym razem jeŝeli chcemy znaleźć funkcję znając jej pochodną, musimy wprowadzić dowolną sałą do posaci funkcji w posaci ogólnej. PoniewaŜ, dla znalezienia wyraŝenia na połoŝenie punku maerialnego, dwa razy szukaliśmy funkcji na podsawie pochodnej o dwa razy musieliśmy wprowadzić sałe Te sałe zwykle określa się poprzez podanie warości prędkości i połoŝenia dla pewnej określonej chwili, najczęściej dla =. Określenie prędkości i połoŝenia począkowego w chwili począkowej nazywamy podaniem warunków począkowych. Problem en odgrywa szczególną rolę w fizyce, poniewaŝ przyspieszenie cząski jes określone poprzez siły, kóre działają na cząskę. Zaem, znając: siły działające na cząskę, połoŝenie i prędkość w pewnej określonej chwili, moŝemy znaleźć połoŝenie i prędkość cząski we wszyskich innych chwilach. Funkcję F(), kórej pochodna (po czasie ) jes równa funkcji f() nazywamy funkcją pierwoną. Okazuje się, Ŝe znajdowanie funkcji pierwonej jes związane Ŝe znajdowaniem pola powierzchni pod krzywą f(). Rozparzmy ruch Ŝe sałą prędkością o. Zmiana połoŝenia x w czasie jes równa: Rysunek -6 x = Jak widać jes o powierzchnia pod krzywą prędkości w funkcji czasu (Rysunek -6). Taka geomeryczna inerpreacja przemieszczenia jako powierzchni pod krzywą () jes prawdziwa nie ylko dla sałej prędkości, ale ma ogólny charaker (Rysunek -7). Widać, Ŝe powierzchnia pod krzywą jes przybliŝona przez pola małych prosokąów, powsałych z podzielenia całego czasu ruchu na małe przedziały,, id. Powierzchnia prosokąa odpowiadająca i-emu przedziałowi czasu (część zacieniowana) jes równa i i, i odpowiada w przybliŝeniu przemieszczeniu na odległość x i w czasie i.. Suma prosokąnych powierzchni jes zaem równa sumie przemieszczeń podczas przedziałów czasu i jes równa w przybliŝeniu całkowiemu przemieszczeniu od chwili do chwili Maemaycznie moŝemy o zapisać jako:

Wykład z fizyki. Pior Posmykiewicz x i i i śr g d z i e Rysunek -7 Rysunek -8 grecka liera Σ ( sigma ) jes znakiem określającym sumowanie. Jak ławo zauwaŝyć, dokładność określenia przemieszczenia zwiększy się jeŝeli i będziemy wybierać coraz mniejsze. W granicy, dla coraz mniejszych przedziałów czasu, powyŝsza suma będzie równa powierzchni pod krzywą, kóra równa jes całkowiemu przemieszczeniu. Granica a nazywa się całką oznaczoną i jes zapisywana w posaci: x = x ( ) x( ) = lim i i = d i Wydaje się poŝyeczne myśleć o znaku jako o wyciągnięej lierze S symbolizującej sumowanie. Graniczne warości i określają warość począkową i końcową zmiennej. Zaem przemieszczenie jes równe polu pod krzywą () jak jes o przedsawione na rysunku -8. Z wykresu na ym rysunku widać, Ŝe prędkość średnia ma prosą inerpreację geomeryczną: Ruch zmienny z prędkością średnią śr jes równowaŝny akiemu ruchowi jednosajnemu z prędkością śr, w kórym w ciągu czasu ciało przebędzie aką samą drogę jak w ruchu zmiennym..