Приклади рівномірного і нерівномірного руху по фізиці. Механічний рух. Рівномірний і нерівномірний рух. Траєкторія механічного руху

Тема: Взаємодія тіл

урок:Рівномірний і нерівномірний рух. швидкість

Розглянемо два приклади руху двох тіл. Перше тіло - автомобіль, що рухається по прямій безлюдній вулиці. Друге - саночки, які, розганяючи, скочуються зі сніжною гірки. Траєкторія обох тіл - це пряма лінія. З минулого уроку ви знаєте, що таке рух називається прямолінійним. Але в рухах автомобіля і саночек є відмінність. Автомобіль за рівні проміжки часу проходить однакові відрізки шляху. А саночки за рівні проміжки часу проходять всі великі і великі, тобто різні відрізки шляху. Перший вид руху (рух автомобіля в нашому прикладі) називається рівномірним рухом. Другий вид руху (рух санчат в нашому прикладі) називається нерівномірним рухом.

рівномірним називається такий рух, при якому за будь-які рівні проміжки часу тіло проходить однакові відрізки шляху.

Нерівномірним називається такий рух, при якому за рівні проміжки часу тіло проходить різні відрізки шляху.

Зверніть увагу на слова «будь-які рівні проміжки часу» в першому визначенні. Справа в тому, що іноді можна спеціально підібрати такі проміжки часу, за які тіло проходить рівні шляхи, але при цьому рух не буде рівномірним. Наприклад, кінець секундної стрілки електронного годинника кожну секунду проходить однакові шляхи. Але це не буде рівномірним рухом, оскільки стрілка рухається стрибкоподібно, з зупинками.

Мал. 1. Приклад рівномірного руху. Кожну секунду цей автомобіль проходить шлях 50 метрів

Мал. 2. Приклад нерівномірного руху. Розганяючись, кожну секунду саночки проходять всі великі відрізки шляху

У наших прикладах тіла рухалися прямолінійно. Але поняття рівномірного і нерівномірного руху в рівній мірі застосовні і для руху тіл по криволінійних траєкторіях.

З поняттям швидкості ми стикаємося досить часто. З курсу математики ви прекрасно знайомі з цим поняттям, і вам легко розрахувати швидкість пішохода, який пройшов 5 кілометрів за 1,5 години. Для цього достатньо розділити шлях, пройдений пішоходом, на час, витрачений на проходження цього шляху. Звичайно, при цьому передбачається, що пішохід рухався рівномірно.

Швидкістю рівномірного руху називається фізичною величиною, чисельно рівний відношенню шляху, пройденого тілом, до часу, витраченому на проходження цього шляху.

Швидкість позначається буквою. Таким чином, формула для обчислення швидкості має вигляд:

У Міжнародній системі одиниць шлях, як і будь-яка довжина, вимірюється в метрах, а час - у секундах. отже, швидкість вимірюється в метрах в секунду.

У фізиці також дуже часто застосовують позасистемні одиниці виміру швидкості. Наприклад, автомобіль рухається зі швидкістю 72 кілометри на годину (км / год), швидкість світла у вакуумі 300 000 км в секунду (км / с), швидкість пішохода становить 80 метрів в хвилину (м / хв), а ось швидкість равлика всього лише 0,006 сантиметра в секунду (см / с).

Мал. 3. Швидкість можна вимірювати в різних позасистемних одиницях

Позасистемні одиниці виміру прийнято переводити в систему СІ. Розглянемо, як це робиться. Наприклад, щоб перевести кілометри на годину в метри в секунду, потрібно згадати, що 1 км = 1000 м, 1 ч = 3600 с. тоді

Подібний переклад можна провести і з будь-якої іншої позасистемної одиницею виміру.

Чи можна сказати, де буде знаходитися автомобіль, якщо він рухався зі швидкістю 72 км / год протягом, наприклад, двох годин? Виявляється, немає. Адже для того, щоб визначити положення тіла в просторі, необхідно знати не тільки шлях, пройдений тілом, а й напрямок його руху. Автомобіль в нашому прикладі міг рухатися зі швидкістю 72 км / ч в будь-якому напрямку.

Вихід зі становища можна знайти, якщо приписати швидкості не тільки чисельне значення (72 км / ч), але і напрямок (на північ, на південний захід, вздовж заданої осі Х, і т.п.).

Величини, для яких важливі не тільки чисельне значення, а й напрямок, називаються векторними.

отже, швидкість - векторна величина (вектор).

Розглянемо приклад. Два тіла рухаються назустріч один одному, одне зі швидкістю 10 м / с, інший зі швидкістю 30 м / с. Щоб зобразити цей рух на малюнку, нам необхідно вибрати напрямок координатної осі, вздовж якої рухаються ці тіла (вісь Х). Зображати тіла можна умовно, наприклад, у вигляді квадратиків. Напрямки швидкості тел вказують за допомогою стрілок. Стрілки дозволяють вказати, що тіла рухаються в протилежних напрямках. Крім того, на малюнку дотриманий масштаб: стрілка, що зображає швидкість другого тіла, в три рази довше, ніж стрілка, що зображає швидкість першого тіла, оскільки чисельне значення швидкості другого тіла за умовою втричі більше.

Мал. 4. Зображення векторів швидкості двох тіл

Зверніть увагу на те, що, коли ми зображуємо символ швидкості поруч зі стрілкою, якій вказується її напрямок, то над буквою ставиться маленька стрілка:. Ця стрілка говорить те, що мова йде про вектор швидкості (тобто вказано і чисельне значення, і напрямок швидкості). Поруч же з числами 10 м / с і 30 м / с над символами швидкості стрілочки НЕ зображені. Символ без стрілочки позначає числове значення вектора.

Отже, механічне рух може бути рівномірним і нерівномірним. Характеристикою руху є швидкість. У разі рівномірного руху для знаходження чисельного значення швидкості достатньо шлях, пройдений тілом, розділити на час проходження цього шляху. В системі СІ швидкість вимірюється в метрах в секунду, проте існує безліч позасистемних одиниць швидкості. Крім чисельного значення, швидкість характеризується також напрямком. Тобто швидкість - векторна величина. Для позначення вектора швидкості над символом швидкості ставиться маленька стрілка. Для позначення чисельного значення швидкості така стрілка не ставиться.

Список літератури

1. Перишкін А.В. Фізика. 7 кл. - 14-е изд., Стереотип. - М .: Дрофа, 2010 року.

2. Перишкін А.В. Збірник завдань з фізики, 7 - 9 кл .: 5-е изд., Стереотип. - М: Видавництво «Іспит», 2010.

3. Лукашик В.І., Іванова Є.В. Збірник завдань з фізики для 7 - 9 класів загальноосвітніх установ. - 17-е изд. - М .: Просвещение, 2004.

1. Єдина колекція Цифрових Освітніх Ресурсів ().

2. Єдина колекція Цифрових Освітніх Ресурсів ().

Домашнє завдання

Лукашик В.І., Іванова Є.В. Збірник завдань з фізики для 7 - 9 класів

Як ви думаєте, рухаєтеся ви чи ні, коли читаєте цей текст? Практично кожен з вас відразу відповість: ні, не рухаюся. І буде неправий. Деякі можуть сказати: рухаюся. І теж помиляться. Тому, що у фізиці деякі речі не зовсім такі, якими здаються на перший погляд.

Наприклад, поняття механічного руху в фізиці завжди залежить від точки (або тіла) відліку. Так що летить в літаку людина переміщається щодо залишилися вдома рідних, але знаходиться в стані спокою відносно одного, що сидить поруч. Так ось нудьгуючі родичі або сплячий на плечі один - це, в даному випадку, тіла відліку для визначення, рухається наш вищезгаданий чоловік чи ні.

Визначення механічного руху

У фізиці визначення механічного руху, що вивчається в сьомому класі, наступне:зміна положення тіла відносно інших тіл з плином часу називається механічним рухом. Прикладами механічного руху в побуті будуть рух автомобілів, людей і пароплавів. Комет і кішок. Бульбашок повітря в закипає чайнику і підручників у важкому рюкзаку школяра. І всякий раз висловлювання про рух або спокій одного з цих предметів (тел) буде позбавленим сенсу без вказівки тіла відліку. Тому в житті ми найчастіше, коли говоримо про рух, маємо на увазі рух відносно Землі або статичних об'єктів - будинків, доріг і так далі.

Траєкторія механічного руху

Не можна також не згадати таку характеристику механічного руху, як траєкторія. Траєкторія - це лінія, по якій рухається тіло. Наприклад, відбитки черевиків на снігу, слід літака в небі і слід сльози на щоці - все це траєкторії. Можуть вони бути прямими, вигнутими або ламаними. А ось довжина траєкторії, або ж сума довжин - це шлях, пройдений тілом. Позначається шлях буквою s. І вимірюється в метрах, сантиметрах і кілометрах, або ж в дюймах, ярдів і футах, в залежності від того, які в цій країні прийняті одиниці виміру.

Види механічного руху: рівномірний і нерівномірний рух

Які бувають види механічного руху? Наприклад, під час поїздки на машині водій рухається з різною швидкістю, коли їде по місту і практично з однаковою швидкістю, коли виїжджає на трасу за містом. Тобто він рухається або нерівномірно, або рівномірно. Так ось рух, в залежності від пройденого шляху за рівні проміжки часу називають рівномірним або нерівномірним.

Приклади рівномірного і нерівномірного руху

Прикладів рівномірного руху в природі дуже мало. Майже рівномірно рухається навколо Сонця Земля, капають краплі дощу, спливають бульбашки в газованій воді. Навіть куля, випущена з пістолета, рухається прямолінійно і рівномірно тільки на перший погляд. Від тертя об повітря і тяжіння Землі політ її поступово стає повільніше, а траєкторія знижується. Ось в космосі куля може рухатися дійсно прямолінійно і рівномірно, поки не зіткнеться з будь-яким іншим тілом. А з нерівномірним рухом справа йде куди як краще - прикладів безліч. Політ м'яча під час гри в футбол, руху лева, що полює на здобич, подорожі жуйки в роті семикласника і метелики, пурхають над квіткою, - все це приклади нерівномірного механічного руху тіл.

95. Наведіть приклади рівномірного руху.
Зустрічається дуже рідко, наприклад, рух Землі навколо Сонця.

96. Наведіть приклади нерівномірного руху.
Рух автомобіля, літака.

97. Хлопчик скочується на санчатах з гори. Чи можна це рух вважати рівномірним?
Ні.

98. Сидячи у вагоні рухомого пасажирського поїзда і спостерігаючи рух зустрічного товарного поїзда, нам здається, що товарний поїзд йде набагато швидше, ніж ішов до зустрічі наш пасажирський поїзд. Чому це відбувається?
Відносного пасажирського поїзда, товарний рухається з сумарною швидкістю пасажирського і товарного поїздів.

99. У русі або спокої знаходиться водій автомобіля, що рухається щодо:
а) дороги;
б) сидіння автомобіля;
в) автозаправки;
г) Сонця;
д) дерев уздовж дороги?
В русі: а, в, г, д
У спокої: б

100. Сидячи у вагоні потяга, ми спостерігаємо у вікні автомобіль, який йде вперед, потім здається нерухомим, і, нарешті, рухається назад. Як пояснити те, що ми бачимо?
Спочатку швидкість автомобіля вище швидкості поїзда. Потім швидкість автомобіля стає рівною швидкості поїзда. Після цього, швидкість автомобіля зменшується, в порівнянні зі швидкістю поїзда.

101. Літак виконує «мертву петлю». Яку траєкторію руху бачать спостерігачі з землі?
Кільцеву траєкторію.

102. Наведіть приклади руху тіл по криволінійних траєкторіях щодо землі.
Рух планет навколо Сонця; рух катера по річці; політ птаха.

103. Наведіть приклади руху тіл, що мають прямолінійну траєкторію щодо землі.
Рухомий потяг; що йде прямо людина.

104. Які види руху ми спостерігаємо при листі кульковою ручкою? Мелом?
Рівномірний і нерівномірний.

105. Які частини велосипеда при його прямолінійному русі описують щодо землі прямолінійні траєкторії, а які - криволінійні?
Прямолінійний: кермо, сідло, рама.
Криволінійне: педалі, колеса.

106. Чому говорять, що Сонце сходить і заходить? Що в даному випадку є тілом відліку?
Тілом відліку розглядається Земля.

107. Два автомобіля рухаються по шосе так, що деяку відстань між ними не змінюється. Вказати, щодо яких тіл кожен з них знаходиться в спокої і щодо яких тіл вони протягом цього проміжку часу рухаються.
Щодо один одного автомобілі знаходяться в спокої. Щодо навколишніх предметів автомобілі рухаються.

108. Санки скочуються з гори; кулька скочується по похилому жолобу; камінь, випущений з рук, падає. Які з цих тіл рухаються поступально?
Поступально рухаються санки з гори і камінь, випущений з рук.

109. Книга, встановлена ​​на столі у вертикальному положенні (рис. 11, положення I), від поштовху падає і займає положення II. Дві точки А і В на палітурці книги при цьому описали траєкторії Аа1 і ВВ1. Чи можна сказати, що книга рухалася поступально? Чому?

Як ви думаєте, рухаєтеся ви чи ні, коли читаєте цей текст? Практично кожен з вас відразу відповість: ні, не рухаюся. І буде неправий. Деякі можуть сказати: рухаюся. І теж помиляться. Тому, що у фізиці деякі речі не зовсім такі, якими здаються на перший погляд.

Наприклад, поняття механічного руху в фізиці завжди залежить від точки (або тіла) відліку. Так що летить в літаку людина переміщається щодо залишилися вдома рідних, але знаходиться в стані спокою відносно одного, що сидить поруч. Так ось нудьгуючі родичі або сплячий на плечі один - це, в даному випадку, тіла відліку для визначення, рухається наш вищезгаданий чоловік чи ні.

Визначення механічного руху

У фізиці визначення механічного руху, що вивчається в сьомому класі, наступне:зміна положення тіла відносно інших тіл з плином часу називається механічним рухом. Прикладами механічного руху в побуті будуть рух автомобілів, людей і пароплавів. Комет і кішок. Бульбашок повітря в закипає чайнику і підручників у важкому рюкзаку школяра. І всякий раз висловлювання про рух або спокій одного з цих предметів (тел) буде позбавленим сенсу без вказівки тіла відліку. Тому в житті ми найчастіше, коли говоримо про рух, маємо на увазі рух відносно Землі або статичних об'єктів - будинків, доріг і так далі.

Траєкторія механічного руху

Не можна також не згадати таку характеристику механічного руху, як траєкторія. Траєкторія - це лінія, по якій рухається тіло. Наприклад, відбитки черевиків на снігу, слід літака в небі і слід сльози на щоці - все це траєкторії. Можуть вони бути прямими, вигнутими або ламаними. А ось довжина траєкторії, або ж сума довжин - це шлях, пройдений тілом. Позначається шлях буквою s. І вимірюється в метрах, сантиметрах і кілометрах, або ж в дюймах, ярдів і футах, в залежності від того, які в цій країні прийняті одиниці виміру.

Види механічного руху: рівномірний і нерівномірний рух

Які бувають види механічного руху? Наприклад, під час поїздки на машині водій рухається з різною швидкістю, коли їде по місту і практично з однаковою швидкістю, коли виїжджає на трасу за містом. Тобто він рухається або нерівномірно, або рівномірно. Так ось рух, в залежності від пройденого шляху за рівні проміжки часу називають рівномірним або нерівномірним.

Приклади рівномірного і нерівномірного руху

Прикладів рівномірного руху в природі дуже мало. Майже рівномірно рухається навколо Сонця Земля, капають краплі дощу, спливають бульбашки в газованій воді. Навіть куля, випущена з пістолета, рухається прямолінійно і рівномірно тільки на перший погляд. Від тертя об повітря і тяжіння Землі політ її поступово стає повільніше, а траєкторія знижується. Ось в космосі куля може рухатися дійсно прямолінійно і рівномірно, поки не зіткнеться з будь-яким іншим тілом. А з нерівномірним рухом справа йде куди як краще - прикладів безліч. Політ м'яча під час гри в футбол, руху лева, що полює на здобич, подорожі жуйки в роті семикласника і метелики, пурхають над квіткою, - все це приклади нерівномірного механічного руху тіл.

Рівномірний рух - рух уздовж прямої лінії з постійною (як по модулю, так і по напрямку) швидкістю. При рівномірному русі шляху, які тіло проходить за рівні проміжки часу, є рівними.

Для кінематичного опису руху розташуємо вісь OХ вздовж напрямку руху. Для визначення переміщення тіла при рівномірному прямолінійному русі досить однієї координати Х. Проекції переміщення і швидкості на координатну вісь можна розглядати, як алгебраїчні величини.

Нехай в момент часу t 1 тіло знаходилося в точці з координатою x 1, а в момент часу t 2 - в точці з координатою x 2. Тоді проекція переміщення точки на вісь OХ буде запишеться у вигляді:

Δ s = x 2 - x 1.

Залежно від напрямку осі і напрямки руху тіла ця величина може бути як позитивною, так і негативною. При прямолінійній і рівномірному русі модуль переміщення тіла збігається з пройденим шляхом. Швидкість рівномірного прямолінійного руху визначається за формулою:

v = Δ s Δ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Якщо v> 0, тіло рухається вздовж осі OX в позитивному напрямку. Інакше - в негативному.

Закон руху тіла при рівномірному прямолінійному русі описується лінійним алгебраїчним рівнянням.

Рівняння руху тіла при рівномірному прямолінійному русі

x (t) = x 0 + v t

v = c o n s t; x 0 - координата тіла (точки) в момент часу t = 0.

Приклад графіка рівномірного руху - на малюнку нижче.

Тут два графіка, що описують рух тіл 1 і 2. Як бачимо, тіло 1 під час t = 0 знаходилося в точці x = - 3.

Від точки x 1 до точки x 2 тіло перемістилося за дві секунди. Переміщення тіла склало три метри.

Δ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 з

Δ s = 6 - 3 = 3 м.

Знаючи це, можна знайти швидкість тіла.

v = Δ s Δ t = 1, 5 м з 2

Є ще один спосіб визначення швидкості: з графіка її можна знайти як відношення сторін BC і AC трикутника ABC.

v = Δ s Δ t = B C A C.

Причому, чим більше кут, який утворює графік з віссю часу, тим більше швидкість. Кажуть також, що швидкість дорівнює тангенсу кута α.

Аналогічно обчислення проводяться для другого випадку руху. Розглянемо тепер новий графік, який зображає рух за допомогою відрізків прямих. Це так званий кусочно-лінійний графік.

Рух, зображене на ньому - нерівномірний. Швидкість тіла змінюється миттєво в точках зламу графіка, а кожен відрізок шляху до нової точки зламу тіло рухається рівномірно з новою швидкістю.

З графіка ми бачимо, що швидкість змінювалася в моменти часу t = 4 c, t = 7 с, t = 9 с. Значення швидкостей також легко знаходяться з графіка.

Відзначимо, що шлях і переміщення не збігаються для руху, описуваного кусочно-лінійним графіком. Наприклад, в інтервалі часу від нуля до семи секунд тіло пройшло шлях, рівний 8 метрам. Переміщення тіла при цьому дорівнює нулю.

Якщо ви помітили помилку в тексті, будь ласка, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter