Példák egyenletes és egyenetlen mozgásra a fizikában. Mechanikus mozgás. Egyenletes és egyenetlen mozgás. Mechanikus mozgáspálya

Téma: Test interakció

Lecke:Egyenletes és egyenetlen mozgás. Sebesség

Vegyünk két példát két test mozgására. Az első test egy autó, amely egy egyenes, kihalt utcán halad. A második egy szán, ami gyorsulva gurul le a hócsúszdáról. Mindkét test pályája egyenes. Az utolsó leckéből tudja, hogy az ilyen mozgást egyenes vonalúnak nevezik. De van különbség az autó és a szán mozgásában. Az autó ugyanazokat az útszakaszokat járja be egyenlő ideig. A szánkók pedig egyre többször haladnak el egyenlő időközönként, vagyis az út különböző szakaszain. Az első mozgástípust (példánkban az autó mozgását) egyenletes mozgásnak nevezzük. A második típusú mozgást (példánkban a szán mozgását) egyenetlen mozgásnak nevezzük.

Az egyenletes mozgást olyan mozgásnak nevezzük, amelyben a test tetszőleges egyenlő időintervallumon keresztül azonos hosszúságú utat tesz meg.

Egyenetlen mozgásnak nevezzük azt a mozgást, amelyben a test egyenlő időközönként haladja meg az út különböző szakaszait.

Jegyezze meg a „bármely egyenlő időintervallum” szavakat az első meghatározásban. A helyzet az, hogy néha speciálisan ki lehet választani olyan időintervallumokat, amelyek során a test egyenlő utakat halad, de a mozgás nem lesz egyenletes. Például egy elektronikus óra másodpercmutatójának vége minden másodpercben ugyanazokat az utakat járja be. De ez nem lesz egységes mozgás, mivel a nyíl ugrásszerűen mozog.

Rizs. 1. Példa az egyenletes mozgásra. Az autó minden másodpercben 50 métert tesz meg.

Rizs. 2. Példa az egyenetlen mozgásra. Gyorsulva, másodpercről másodpercre újabb és újabb szakaszokon haladnak át az útból a szánkók

Példáinkban a testek egyenes vonalban mozogtak. De az egyenletes és egyenetlen mozgás fogalma ugyanúgy alkalmazható a testek görbe pályák mentén történő mozgására.

Elég gyakran találkozunk a sebesség fogalmával. A matematika tantárgyból Ön tökéletesen ismeri ezt a fogalmat, és könnyen kiszámíthatja egy 5 kilométert 1,5 óra alatt megtett gyalogos sebességét. Ehhez elegendő a gyalogos által megtett utat elosztani az ezen az úton eltöltött idővel. Természetesen ez azt feltételezi, hogy a gyalogos egyenletesen haladt.

Az egyenletes mozgás sebességét olyan fizikai mennyiségnek nevezzük, amely számszerűen egyenlő a test által megtett út és az ezen az úton eltöltött idő arányával.

A sebességet egy betű jelzi. Így a sebesség kiszámításának képlete a következő:

A nemzetközi mértékegységrendszerben az utat, mint bármely hosszúságot, méterben, az időt pedig másodpercben mérik. Ennélfogva, a sebességet méter per másodpercben mérik.

A fizikában nagyon gyakran használják a sebesség rendszeren kívüli mértékegységeit is. Például egy autó 72 kilométer per óra (km / h) sebességgel mozog, a fény sebessége vákuumban 300 000 kilométer per másodperc (km / s), a gyalogos sebessége 80 méter per perc (m). / perc), de a csiga sebessége csak 0,006 centiméter másodpercenként (cm / s).

Rizs. 3. A sebesség különböző nem rendszerszintű mértékegységekben mérhető.

A rendszeren kívüli mértékegységeket szokás átszámítani SI-rendszerbe. Lássuk, hogyan történik ez. Például a kilométer per óra méter per másodpercre konvertálásához emlékeznie kell arra, hogy 1 km = 1000 m, 1 óra = 3600 s. Azután

Hasonló fordítás elvégezhető bármely más, nem rendszerszintű mértékegységgel.

Meg lehet mondani, hol lesz az autó, ha például két órán keresztül 72 km / h sebességgel haladt? Kiderült, hogy nem. Valóban, egy test térbeli helyzetének meghatározásához nemcsak a test által bejárt utat, hanem mozgásának irányát is ismerni kell. A példánkban szereplő autó 72 km / h sebességgel mozoghat bármely irányba.

Kiutat találhatunk, ha a sebességhez nem csak számértéket (72 km/h) rendelünk, hanem irányt is (észak, délnyugat, adott X-tengely mentén stb.).

Azokat a mennyiségeket, amelyeknél nemcsak a számérték, hanem az irány is fontos, vektormennyiségeknek nevezzük.

Ennélfogva, sebesség - vektormennyiség (vektor).

Nézzünk egy példát. Két test mozog egymás felé, az egyik 10 m/s, a másik 30 m/s sebességgel. Ennek a mozgásnak az ábrázolásához az ábrán ki kell választanunk a koordináta tengely irányát, amely mentén ezek a testek mozognak (X tengely). A testek hagyományosan, például négyzetek formájában ábrázolhatók. A testek sebességének irányait nyilak jelzik. A nyilak jelzik, hogy a testek ellentétes irányban mozognak. Ezenkívül az ábra skálázott: a második test sebességét jelző nyíl háromszor hosszabb, mint az első test sebességét mutató nyíl, mivel a második test sebességének számértéke háromszor nagyobb a feltétellel .

Rizs. 4. Két test sebességvektorának képe

Kérjük, vegye figyelembe, hogy amikor a sebesség jelét a nyíl mellé rajzoljuk, amely az irányát jelzi, akkor egy kis nyíl kerül a betű fölé :. Ez a nyíl azt jelzi, hogy sebességvektorról beszélünk (azaz a sebesség számértéke és iránya egyaránt ki van jelölve). A nyilak nem jelennek meg a 10 m/s és 30 m/s számok mellett a sebesség szimbólumok felett. A nyíl nélküli szimbólum a vektor számértékét jelzi.

Tehát a mechanikai mozgás lehet egyenletes és egyenetlen. A mozgás jellemzője a gyorsaság. Egyenletes mozgás esetén a sebesség számértékének megtalálásához elegendő a test által bejárt utat elosztani az ezen út megtételéhez szükséges idővel. Az SI rendszerben a sebességet méter per másodpercben mérik, de sok nem SI sebességmértékegység létezik. A sebességet a számérték mellett az irány is jellemzi. Vagyis a sebesség vektormennyiség. A sebességvektor jelzésére egy kis nyíl kerül a sebesség szimbólum fölé. A sebesség számértékének jelzésére ilyen nyíl nincs elhelyezve.

Bibliográfia

1. Peryshkin A.V. Fizika. 7 cl. - 14. kiadás, Sztereotípia. - M .: Túzok, 2010.

2. Peryshkin A.V. Fizikai feladatok gyűjteménye, 7-9. Évfolyam: 5. kiadás, Sztereotípia. - M: Kiadó "Vizsga", 2010.

3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Fizikai feladatgyűjtemény az oktatási intézmények 7-9. évfolyamai számára. - 17. kiadás - M.: Oktatás, 2004.

1. Digitális oktatási források egységes gyűjteménye ().

2. Digitális oktatási források egységes gyűjteménye ().

Házi feladat

Lukasik V.I., Ivanova E.V. Fizika feladatgyűjtemény 7-9 osztályosoknak

Gondolod, hogy megmozdulsz vagy sem, amikor ezt a szöveget olvasod? Majdnem mindenki azonnal azt válaszolja: nem, nem mozdulok. És rossz lesz. Néhányan azt mondanák: költözök. És tévedni is fognak. Mert néhány dolog a fizikában nem egészen az, aminek első pillantásra tűnik.

Például a mechanikai mozgás fogalma a fizikában mindig egy vonatkoztatási ponttól (vagy testtől) függ. Így mozog egy repülőgépen repülő ember az otthon maradt rokonokhoz képest, de a mellette ülő baráthoz képest nyugalomban van. Tehát az unatkozó rokonok vagy a vállán alvó barát ebben az esetben referenciatestek annak meghatározásához, hogy az említett személyünk mozog-e vagy sem.

A mechanikai mozgás definíciója

A fizikában a mechanikus mozgás hetedik osztályban tanított definíciója a következő: a test helyzetének időbeli változását a többi testhez képest mechanikai mozgásnak nevezzük. Példák a mechanikus mozgásra a mindennapi életben az autók, emberek és hajók mozgása. Üstökösök és macskák. Légbuborékok forrásban lévő vízforralóban, és tankönyvek egy nehéz iskolás hátizsákban. És minden alkalommal, amikor az egyik ilyen objektum (test) mozgására vagy pihenésére vonatkozó kijelentés értelmetlen lesz a referenciatest megjelölése nélkül. Ezért az életben leggyakrabban, amikor mozgásról beszélünk, a Földhöz vagy statikus objektumokhoz - házakhoz, utakhoz stb. - viszonyított mozgást értjük.

Mechanikus mozgáspálya

Lehetetlen nem is beszélni a mechanikai mozgás ilyen jellemzőjéről, mint pályáról. A pálya az a vonal, amely mentén a test mozog. Például a cipőnyomok a hóban, a repülőgép nyoma az égen és a könnynyom az arcán mind-mind pályák. Lehetnek egyenesek, íveltek vagy töröttek. De a pálya hossza, vagy a hosszak összege a test által bejárt út. Az utat s betű jelöli. És mérik méterben, centiméterben és kilométerben, vagy hüvelykben, yardban és lábban, attól függően, hogy milyen mértékegységeket alkalmaznak ebben az országban.

A mechanikai mozgás típusai: egyenletes és egyenetlen mozgás

Melyek a mechanikus mozgás típusai? Például autóvezetés közben a vezető különböző sebességgel mozog, amikor a városban közlekedik, és majdnem azonos sebességgel mozog, amikor a városból kimegy. Vagyis vagy egyenetlenül, vagy egyenletesen mozog. Tehát a mozgást az egyenlő időközönként megtett távolságtól függően egyenletesnek vagy egyenetlennek nevezzük.

Példák az egyenletes és egyenetlen mozgásra

Nagyon kevés példa van az egységes mozgásra a természetben. A Föld szinte egyenletesen mozog a Nap körül, esőcseppek csöpögnek, szódabuborékok bukkannak fel. A pisztolyból kilőtt golyó is csak első pillantásra mozog egyenes vonalban és egyenletesen. A levegővel és a Föld gravitációjával szembeni súrlódástól a repülése fokozatosan lelassul, a röppálya csökken. Az űrben egy golyó nagyon egyenesen és egyenletesen tud mozogni, amíg nem ütközik valamilyen másik testtel. Az egyenetlen mozgással pedig sokkal jobb a helyzet - sok példa van erre. A labda futása a focimeccs során, az oroszlán vadászatának zsákmánya, a hetedik osztályos tanuló ínyének utazása és egy pillangó, amely a virág fölött repked, mind példák a testek egyenetlen mechanikus mozgására.

95. Mondjon példákat az egyenletes mozgásra!
Nagyon ritka például a Föld mozgása a Nap körül.

96. Mondjon példákat egyenetlen mozgásra!
Egy autó, egy repülőgép mozgása.

97. A fiú szánon legurul a hegyről. Egységesnek tekinthető ez a mozgás?
Nem.

98. Egy mozgó személyvonat kocsijában ülve és a szembejövő tehervonat mozgását figyelve úgy tűnik számunkra, hogy a tehervonat sokkal gyorsabban megy, mint a mi személyvonatunk a találkozó előtt. Miért történik ez?
Egy relatív személyvonat esetében a tehervonat a személy- és tehervonat teljes sebességével mozog.

99. A mozgó jármű vezetője mozgásban van vagy nyugalomban van az alábbiakhoz képest:
a) utak;
b) autóülések;
c) benzinkutak;
d) a nap;
e) fák az út mentén?
Mozgásban: a, c, d, e
Nyugalmi állapotban: b

100. Mozgó vonat kocsijában ülve egy autót figyelünk meg az ablakban, amely előremegy, majd mozdulatlannak tűnik, végül visszafelé halad. Hogyan magyarázhatjuk el, amit látunk?
Kezdetben az autó sebessége nagyobb, mint a vonat sebessége. Ekkor a kocsi sebessége egyenlő lesz a vonat sebességével. Ezt követően a kocsi sebessége csökken a vonat sebességéhez képest.

101. A gép "hurkot" hajt végre. Milyen pályát látnak a megfigyelők a földről?
Gyűrűs út.

102. Mondjon példákat testek mozgására ívelt pályákon a talajhoz képest!
A bolygók mozgása a Nap körül; hajómozgás a folyó mentén; A madár repülése.

103. Mondjon példákat egyenes pályájú testek talajhoz viszonyított mozgására!
Mozgó vonat; egyenesen járó személy.

104. Milyen mozgásfajtákat figyelünk meg, ha golyóstollal írunk? Krétával?
Egyenletes és egyenetlen.

105. A kerékpár egyenes vonalú mozgása során mely részei írnak le egyenes vonalú pályákat a talajhoz képest, és melyek - görbe vonalúak?
Egyenesen: kormány, nyereg, keret.
Görbe vonalú: pedálok, kerekek.

106. Miért mondják, hogy a nap kel és nyugszik? Mi a referenciatest ebben az esetben?
A referenciatestet a Földnek tekintik.

107. Két autó halad az autópályán úgy, hogy a köztük lévő távolság ne változzon. Jelölje meg, hogy melyik testhez viszonyítva vannak nyugalomban, és mely testekhez képest mozognak ebben az időszakban.
Az autók egymáshoz képest nyugalomban vannak. Az autók a környező tárgyakhoz képest mozognak.

108. Szánok gördülnek le a hegyről; a labda egy ferde csúszdán gördül le; a kezek közül kiszabadult kő leesik. Ezen testek közül melyik halad előre?
A hegyről szán és a kezekből kiengedett kő halad előre.

109. A könyv az asztalra függőleges helyzetben (11. kép, I. pozíció) leesik az ütközéstől és a II. Ugyanakkor a könyv borítóján két A és B pont az AA1 és a BB1 pályáját írta le. Mondhatjuk, hogy a könyv haladt előre? Miért?

Gondolod, hogy megmozdulsz vagy sem, amikor ezt a szöveget olvasod? Majdnem mindenki azonnal azt válaszolja: nem, nem mozdulok. És rossz lesz. Néhányan azt mondanák: költözök. És tévedni is fognak. Mert néhány dolog a fizikában nem egészen az, aminek első pillantásra tűnik.

Például a mechanikai mozgás fogalma a fizikában mindig egy vonatkoztatási ponttól (vagy testtől) függ. Így mozog egy repülőgépen repülő ember az otthon maradt rokonokhoz képest, de a mellette ülő baráthoz képest nyugalomban van. Tehát az unatkozó rokonok vagy a vállán alvó barát ebben az esetben referenciatestek annak meghatározásához, hogy az említett személyünk mozog-e vagy sem.

A mechanikai mozgás definíciója

A fizikában a mechanikus mozgás hetedik osztályban tanított definíciója a következő: a test helyzetének időbeli változását a többi testhez képest mechanikai mozgásnak nevezzük. A mindennapi életben a mechanikus mozgás példái az autók, emberek és hajók mozgása. Üstökösök és macskák. Légbuborékok egy forrásban lévő vízforralóban és tankönyvek egy nehéz iskolás hátizsákban. És minden alkalommal, amikor az egyik ilyen objektum (test) mozgására vagy pihenésére vonatkozó kijelentés értelmetlen lesz a referenciatest megjelölése nélkül. Ezért az életben leggyakrabban, amikor mozgásról beszélünk, a Földhöz vagy statikus objektumokhoz - házakhoz, utakhoz stb. - viszonyított mozgást értjük.

Mechanikus mozgási pálya

Lehetetlen nem is beszélni a mechanikai mozgás ilyen jellemzőjéről, mint pályáról. A pálya az a vonal, amely mentén a test mozog. Például a cipőnyomok a hóban, a repülőgép nyoma az égen és a könnynyom az arcán mind-mind pályák. Lehetnek egyenesek, íveltek vagy töröttek. De a pálya hossza, vagy a hosszúságok összege a test által bejárt út. Az utat s betű jelöli. És mérik méterben, centiméterben és kilométerben, vagy hüvelykben, yardban és lábban, attól függően, hogy milyen mértékegységeket alkalmaznak ebben az országban.

A mechanikus mozgás típusai: egyenletes és egyenetlen mozgás

Melyek a mechanikus mozgás típusai? Például autó vezetése közben a sofőr különböző sebességgel mozog a városban, és közel azonos sebességgel, amikor kihajt a városból. Vagyis vagy egyenetlenül, vagy egyenletesen mozog. Tehát a mozgást az egyenlő időközönként megtett távolságtól függően egyenletesnek vagy egyenetlennek nevezzük.

Példák az egyenletes és egyenetlen mozgásra

A természetben nagyon kevés példa van egyenletes mozgásra. A Föld szinte egyenletesen mozog a Nap körül, esőcseppek csöpögnek, buborékok szódában bukkannak fel. A pisztolyból kilőtt golyó is csak első pillantásra mozog egyenes vonalban és egyenletesen. A levegővel szembeni súrlódástól és a Föld gravitációjától röpkedése fokozatosan lassul, és a pálya csökken. Az űrben egy golyó nagyon egyenesen és egyenletesen tud mozogni, amíg nem ütközik valamilyen másik testtel. Egyenetlen mozgással pedig sokkal jobb a helyzet – sok példa van rá. A labda repülése futballmeccs közben, egy zsákmányra vadászó oroszlán mozgása, egy hetedikes tanuló gumijának utazása és egy virág fölött röpködő pillangó mind a testek egyenetlen mechanikus mozgásának példája.

Egyenletes mozgás - egyenes vonal mentén történő mozgás állandó (abszolút értékben és irányban is) sebességgel. Egyenletes mozgás esetén a test által egyenlő időközönként megtett utak is egyenlőek.

A mozgás kinematikai leírásához az OX tengelyt a mozgás iránya mentén helyezzük el. Az egyenletes egyenes vonalú mozgású test elmozdulásának meghatározásához elegendő egy X koordináta Az elmozdulás és a sebesség koordinátatengelyre vetített vetületei algebrai mennyiségnek tekinthetők.

Legyen a t 1 időpontban a test egy x 1 koordinátájú ponton, és a t 2 időpontban - egy x 2 koordinátájú ponton. Ekkor a pontelmozdulás vetülete az OX tengelyen a következőképpen lesz írva:

∆ s = x 2 - x 1.

A tengely irányától és a test mozgásának irányától függően ez az érték lehet pozitív vagy negatív. Egyenes vonalú és egyenletes mozgásnál a test mozgási modulusa egybeesik a megtett úttal. Az egyenletes egyenes vonalú mozgás sebességét a következő képlet határozza meg:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Ha v> 0, a test pozitív irányban mozog az OX tengely mentén. Ellenkező esetben negatív.

Az egyenletes egyenes vonalú mozgású test mozgástörvényét egy lineáris algebrai egyenlet írja le.

A test mozgásának egyenlete egyenletes egyenes vonalú mozgással

x (t) = x 0 + v t

v = c o n s t; x 0 - a test (pont) koordinátája t = 0 időpontban.

Az alábbi ábrán látható egy példa az egyenletes mozgás grafikonjára.

Két grafikon írja le az 1 -es és 2 -es testek mozgását. Mint látható, az 1 -es test a t = 0 időpontban az x = - 3 pontban volt.

Az x 1 pontból az x 2 pontba a test két másodperc alatt elmozdult. A test mozgása három méter volt.

∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s

∆ s = 6 - 3 = 3 m.

Ennek ismeretében meg lehet találni a test sebességét.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

A sebesség meghatározásának egy másik módja is van: a grafikonon az ABC háromszög BC és AC oldalainak arányaként találhatjuk meg.

v = ∆ s ∆ t = B C A C.

Sőt, minél nagyobb szöget zár be a grafikon az időtengellyel, annál nagyobb a sebesség. Azt is mondják, hogy a sebesség egyenlő az α szög érintőjével.

Hasonló számításokat végeznek a mozgás második esetére is. Tekintsünk most egy új grafikont, amely vonalszakaszok segítségével ábrázolja a mozgást. Ez az úgynevezett darabonkénti vonalgráf.

A rajta ábrázolt mozgás egyenetlen. A test sebessége a grafikon töréspontjain azonnal megváltozik, és az új törésponthoz vezető út minden szakaszán a test egyenletesen, új sebességgel mozog.

A grafikonon azt látjuk, hogy a sebesség t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s időpontokban változott. A sebességértékek is könnyen megtalálhatók a grafikonon.

Figyeljük meg, hogy az út és az elmozdulás nem esik egybe a darabonkénti lineáris gráf által leírt mozgásnál. Például a nullától hét másodpercig terjedő időintervallumban a test 8 méteres távolságot tett meg. Ebben az esetben a test mozgása nullával egyenlő.

Ha hibát észlel a szövegben, kérjük, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűket