Шугаман хөдөлгөөн буюу шулуун шугамын хөдөлгөөн гэдэг нь объектын шулуун замаар нэг цэгээс нөгөө цэг рүү шилжих хөдөлгөөнийг хэлнэ. Энэ төрлийн хөдөлгөөн нь физикийн хамгийн үндсэн ойлголтуудын нэг бөгөөд илүү төвөгтэй хөдөлгөөн, динамикийг ойлгох үндэс суурь болдог. Шугаман хөдөлгөөнийг зай, шилжилт, хурд, хурд, хурдатгалаар тодорхойлж болно.
Зай нь хөдөлгөөнд байгаа объектын чиглэлийг харгалзахгүйгээр замын нийт уртыг илэрхийлдэг скаляр хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь метр (м) эсвэл километр (км) зэрэг уртын нэгжээр хэмжигддэг.
Нөгөө талаас нүүлгэн шилжүүлэлт нь тухайн объектын байрлалын өөрчлөлтийг илэрхийлдэг вектор хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь хэмжээ, чиглэлийг хоёуланг нь харгалзан үздэг. Шилжилтийг объектын эхний байрлалаас эцсийн байрлал хүртэлх хамгийн богино зай гэж тодорхойлдог бөгөөд зайтай ижил нэгжээр хэмждэг.
\( \textrm{Зай} = \textrm{Хамрах замын нийт урт} \) \( \textrm{Нүүлгэн шилжүүлэлт} = \textrm{Эцсийн байрлал} - \textrm{Анхны байр суурь} \)Хурд нь объект хэр хурдан хөдөлж байгааг тодорхойлдог скаляр хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь цаг хугацааны нэгжид туулсан зайгаар тодорхойлогддог. Хурдны стандарт нэгж нь секундэд метр (м/с) юм.
Шилжилттэй төстэй хурд нь вектор хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь нүүлгэн шилжүүлэлтийн өөрчлөлтийн хурдыг тодорхойлдог бөгөөд хэмжээ (хурд) болон чиглэлийг хоёуланг нь багтаана. Шилжилтийг байрлалын өөрчлөлт гарсан хугацааны интервалд хуваах замаар хурдыг тооцоолж болно.
\( \textrm{Хурд} = \frac{\textrm{Зай}}{\textrm{Цаг хугацаа}} \) \( \textrm{Хурд} = \frac{\textrm{Нүүлгэн шилжүүлэлт}}{\textrm{Цаг хугацаа}} \)Хурдатгал нь хурдны өөрчлөлтийн хурдыг тодорхойлдог вектор хэмжигдэхүүн юм. Энэ нь объект хэр хурдан хурдасч, удааширч, чиглэлээ өөрчлөхийг заадаг. Хурдатгалын стандарт нэгж нь секундэд метр квадрат (м/с \(^2\) ) юм.
\( \textrm{Хурдатгал} = \frac{\textrm{Хурдны өөрчлөлт}}{\textrm{Цаг хугацаа}} \)Хөдөлгөөний тэгшитгэл гэж нэрлэгддэг тэгшитгэлийн багцыг ашиглан объектуудын хөдөлгөөнийг нарийн тодорхойлж болно. Эдгээр тэгшитгэл нь шулуун шугамын дагуу тогтмол хурдатгалтай хөдөлж буй объектуудад хамаарна. Хөдөлгөөний гурван үндсэн тэгшитгэл байдаг:
1. \(v = u + at\) 2. \(s = ut + \frac{1}{2}at^2\) 3. \(v^2 = u^2 + 2as\)Үүнд: - \(v\) нь эцсийн хурд, - \(u\) нь анхны хурд, - \(a\) нь хурдатгал, - \(t\) нь цаг хугацаа, - \(s\) нь шилжилт юм.
Гэрлэн дохион дээр тайван байдлаас гараад \(3 \, \textrm{м/с}^2\) тогтмол хурдтайгаар \(5\) секунд хурдалж буй машиныг авч үзье. Бид машины хөдөлгөөнийг дүрслэхийн тулд хөдөлгөөний тэгшитгэлийг ашиглаж болно.
Өгөгдсөн: - Анхны хурд ( \(u\) ) = \(0 \, \textrm{м/с}\) , - Хурдатгал ( \(a\) ) = \(3 \, \textrm{м/с}^2\) , - Цаг ( \(t\) ) = \(5 \, \textrm{с}\) .
\(v = u + at\) ашиглан машины эцсийн хурдыг ( \(v\) ) дараах байдлаар тооцоолж болно.
\( v = 0 + (3 \times 5) = 15 \, \textrm{м/с} \)Шилжилтийг ( \(s\) ) олохын тулд бид \(s = ut + \frac{1}{2}at^2\) ашиглана:
\( s = (0 \times 5) + \frac{1}{2} \times 3 \times (5^2) = 37.5 \, \textrm{м} \)Энэ жишээ нь автомашины шугаман хөдөлгөөнийг физикийн үндсэн ойлголт, тэгшитгэлийг ашиглан хэрхэн тодорхойлж, тооцоолж болохыг харуулж байна.
Шугаман хөдөлгөөн гэдэг нь биетүүд хэрхэн шулуун шугамаар хөдөлдөг тухай үндсэн ойлголтыг өгдөг физикийн гол ойлголт юм. Шугаман хөдөлгөөнийг судалснаар бид объектын хөдөлгөөнийг зай, шилжилт, хурд, хурд, хурдатгал зэргийг ашиглан дүрсэлж, урьдчилан таамаглах боломжтой болдог. Хөдөлгөөний тэгшитгэлүүд нь тогтмол хурдатгалтай объектуудын шугаман хөдөлгөөний янз бүрийн талыг тооцоолох хүчирхэг хэрэгслийг санал болгодог.
