mehaničko kretanje. Ujednačeno i neravnomjerno kretanje

Tema: Interakcija tijela

lekcija:Uniforma i neravnomerno kretanje. Brzina

Razmotrimo dva primjera kretanja dvaju tijela. Prvo tijelo je automobil koji se kreće ravnom napuštenom ulicom. Drugi su sanke koje se, ubrzavajući, kotrljaju niz snježno brdo. Putanja oba tijela je prava linija. Iz prošle lekcije znate da se takvo kretanje naziva pravolinijski. Ali postoji razlika u pokretima automobila i saonica. Automobil prelazi jednake udaljenosti u jednakim vremenskim intervalima. I sanjke za jednake vremenske periode prolaze sve više i više, odnosno različite segmente puta. Prva vrsta kretanja (kretanje automobila u našem primjeru) naziva se ravnomjerno kretanje. Drugi tip kretanja (kretanje saonica u našem primjeru) naziva se neujednačeno kretanje.

Ravnomjerno kretanje je takvo kretanje u kojem tijelo za bilo koje jednake vremenske intervale prolazi iste segmente puta.

Neravnomjerno kretanje je takvo kretanje u kojem tijelo prolazi različite segmente puta u jednakim vremenskim intervalima.

Obratite pažnju na riječi "bilo koji jednaki vremenski intervali" u prvoj definiciji. Činjenica je da ponekad možete posebno odabrati takve vremenske intervale za koje tijelo putuje jednakim putevima, ali kretanje neće biti ravnomjerno. Na primjer, kraj sekundarne kazaljke elektronskog sata putuje istom putanjom svake sekunde. Ali to neće biti jednoličan pokret, jer se strelica kreće u skokovima i granicama.

Rice. 1. Primjer ravnomjernog kretanja. Ovaj auto pređe 50 metara svake sekunde.

Rice. 2. Primjer neravnomjernog kretanja. Ubrzavajući, svake sekunde sanke prolaze sve više i više segmenata puta

U našim primjerima tijela su se kretala pravolinijski. Ali koncepti uniformnog i neujednačenog kretanja podjednako su primjenjivi na kretanje tijela duž krivolinijskih putanja.

Često se susrećemo sa konceptom brzine. Iz kursa matematike vam je ovaj koncept vrlo poznat i lako vam je izračunati brzinu pješaka koji je prešao 5 kilometara za 1,5 sat. Da biste to učinili, dovoljno je podijeliti put koji je prošao pješak s vremenom provedenim na prolasku ove staze. Naravno, ovo podrazumeva da se pešak kretao ravnomerno.

Brzina ravnomjernog kretanja naziva se fizička veličina, brojčano jednaka omjeru puta koji tijelo pređe i vremena utrošenog na prolazak ovog puta.

Brzina je označena slovom . Dakle, formula za izračunavanje brzine je:

IN međunarodni sistem jedinicama, put se, kao i svaka dužina, mjeri u metrima, a vrijeme u sekundama. shodno tome, brzina se mjeri u metrima u sekundi.

U fizici se vrlo često koriste i vansistemske jedinice za mjerenje brzine. Na primjer, automobil se kreće brzinom od 72 kilometra na sat (km/h), brzina svjetlosti u vakuumu je 300.000 kilometara u sekundi (km/s), pješak se kreće brzinom od 80 metara u minuti (m/min) , ali brzina puža je samo 0,006 centimetara u sekundi (cm/s).

Rice. 3. Brzina se može mjeriti u različitim vansistemskim jedinicama

Uobičajeno je pretvaranje nesistemskih mjernih jedinica u SI sistem. Da vidimo kako se to radi. Na primjer, da biste kilometre na sat pretvorili u metre u sekundi, morate zapamtiti da je 1 km = 1000 m, 1 sat = 3600 s. Onda

Sličan prevod se može izvesti sa bilo kojom drugom mernom jedinicom van sistema.

Može li se reći gdje će se auto nalaziti ako se kretao brzinom od 72 km/h, recimo, dva sata? Ispostavilo se da nije. Zaista, da bi se odredio položaj tijela u prostoru, potrebno je poznavati ne samo put koji tijelo pređe, već i smjer njegovog kretanja. Automobil u našem primjeru mogao bi se kretati brzinom od 72 km/h u bilo kojem smjeru.

Izlaz iz situacije može se pronaći ako se brzini dodijeli ne samo brojčana vrijednost (72 km / h), već i smjer (sjever, jugozapad, duž specificirana osa X, itd.).

Veličine za koje nije važna samo numerička vrijednost, već i smjer nazivaju se vektorima.

shodno tome, brzina je vektorska veličina (vektor).

Razmotrimo primjer. Dva tijela se kreću jedno prema drugom, jedno brzinom od 10 m/s, drugo brzinom od 30 m/s. Da bismo prikazali ovo kretanje na slici, moramo odabrati smjer koordinatne ose duž koje se ta tijela kreću (os X). Tijela možete prikazati uvjetno, na primjer, u obliku kvadrata. Smjerovi brzine tijela označeni su strelicama. Strelice vam omogućavaju da označite da se tijela kreću u suprotnim smjerovima. Osim toga, na slici se promatra skala: strelica koja prikazuje brzinu drugog tijela je tri puta duža od strelice koja prikazuje brzinu prvog tijela, budući da je brojčana vrijednost brzine drugog tijela tri puta veća po uslovu.

Rice. 4. Slika vektora brzina dvaju tijela

Imajte na umu da kada prikazujemo simbol brzine pored strelice koja pokazuje njegov smjer, tada se mala strelica postavlja iznad slova: . Ova strelica pokazuje da je ovo vektor brzine (tj. naznačeni su i numerička vrijednost i smjer brzine). Pored brojeva 10 m/s i 30 m/s, strelice se ne prikazuju iznad simbola brzine. Simbol bez strelice označava numeričku vrijednost vektora.

Dakle, mehaničko kretanje može biti jednoliko i neravnomjerno. Karakteristika kretanja je brzina. U slučaju ravnomjernog kretanja, da bi se pronašla brojčana vrijednost brzine, dovoljno je podijeliti put koji tijelo pređe s vremenom koje je potrebno da pređe ovaj put. U SI sistemu, brzina se mjeri u metrima u sekundi, ali postoji mnogo ne-SI jedinica za brzinu. Osim numeričke vrijednosti, brzinu karakterizira i smjer. Odnosno, brzina je vektorska veličina. Za označavanje vektora brzine, mala strelica se postavlja iznad simbola brzine. Za označavanje numeričke vrijednosti brzine, takva strelica nije postavljena.

Bibliografija

1. Peryshkin A.V. fizika. 7 ćelija - 14. izd., stereotip. – M.: Drfa, 2010.

2. Peryshkin A.V. Zbirka zadataka iz fizike, 7. - 9. razred: 5. izd., stereotip. - M: Izdavačka kuća "Ispit", 2010.

3. Lukašik V.I., Ivanova E.V. Zbirka zadataka iz fizike za 7-9 razred obrazovne institucije. – 17. izd. - M.: Obrazovanje, 2004.

1. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih resursa ().

2. Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih resursa ().

Zadaća

Lukašik V.I., Ivanova E.V. Zbirka zadataka iz fizike za 7-9 razred

95. Navedite primjere ravnomjernog kretanja.
Vrlo je rijetko, na primjer, kretanje Zemlje oko Sunca.

96. Navedite primjere neravnomjernog kretanja.
Kretanje automobila, aviona.

97. Dječak klizi niz planinu na sankama. Može li se ovaj pokret smatrati uniformnim?
br.

98. Sjedeći u vagonu putničkog voza u pokretu i posmatrajući kretanje nadolazećeg teretnog voza, čini nam se da teretni voz ide mnogo brže nego što je išao naš putnički voz prije sastanka. Zašto se ovo dešava?
U odnosu na putnički voz, teretni voz se kreće ukupnom brzinom putničkog i teretnog voza.

99. Vozač automobila u pokretu je u pokretu ili miruje u odnosu na:
a) putevi
b) auto sedišta;
c) benzinske pumpe;
d) sunce;
e) drveće duž puta?
U pokretu: a, c, d, e
U mirovanju: b

100. Sjedeći u vagonu voza u pokretu, gledamo kroz prozor automobil koji ide naprijed, a onda izgleda da miruje i na kraju se kreće nazad. Kako možemo objasniti ono što vidimo?
U početku je brzina automobila veća od brzine voza. Tada brzina automobila postaje jednaka brzini voza. Nakon toga, brzina automobila se smanjuje u odnosu na brzinu voza.

101. Avion izvodi "mrtvu petlju". Koja je putanja kretanja koju posmatrači vide sa zemlje?
putanja prstena.

102. Navedite primjere kretanja tijela po zakrivljenim stazama u odnosu na zemlju.
Kretanje planeta oko Sunca; kretanje čamca po rijeci; Let ptice.

103. Navedite primjere kretanja tijela koja imaju pravocrtnu putanju u odnosu na zemlju.
pokretni vlak; osoba koja hoda pravo.

104. Koje vrste kretanja uočavamo kada pišemo hemijskom olovkom? Kreda?
Jednako i neujednačeno.

105. Koji dijelovi bicikla s njim pravolinijsko kretanje opisuju pravolinijske putanje u odnosu na tlo, a koje su krivolinijske?
Pravolinijski: upravljač, sedlo, okvir.
Krivolinijski: pedale, točkovi.

106. Zašto se kaže da Sunce izlazi i zalazi? Šta je referentno tijelo u ovom slučaju?
Referentno tijelo je Zemlja.

107. Dva automobila se kreću autoputem tako da se razmak između njih ne mijenja. Navedite u odnosu na koja tijela svako od njih miruje i u odnosu na koja se tijela kreću u tom vremenskom periodu.
U odnosu jedan na drugi, automobili miruju. Vozila se kreću u odnosu na okolne objekte.

108. Sanke se kotrljaju niz planinu; lopta se kotrlja niz nagnuti žlijeb; kamen pušten iz ruke pada. Koja od ovih tijela se kreću naprijed?
Saonice se kreću naprijed sa planine i kamen se oslobađa iz ruku.

109. Knjiga postavljena na sto u vertikalnom položaju (slika 11, pozicija I) pada od udara i zauzima položaj II. Dvije tačke A i B na koricama knjige opisale su putanje AA1 i BB1. Možemo li reći da je knjiga napredovala? Zašto?

Ravnomjerno kretanje - kretanje duž prave linije sa konstantnom (i po veličini i smjeru) brzinom. Kod ravnomjernog kretanja, putanje koje tijelo prolazi u jednakim vremenskim intervalima su također jednake.

Za kinematički opis kretanja, postavimo osovinu OX duž smjera kretanja. Za određivanje pomaka tijela pri ravnomjernom pravolinijskom kretanju dovoljna je jedna koordinata X. Projekcije pomaka i brzine na koordinatna osa mogu se smatrati algebarskim veličinama.

Neka je u trenutku t 1 tijelo bilo u tački sa koordinatom x 1 , a u trenutku t 2 - u tački sa koordinatom x 2 . Tada će se projekcija pomaka tačke na osu OX napisati kao:

∆ s \u003d x 2 - x 1.

Ovisno o smjeru ose i smjeru kretanja tijela, ova vrijednost može biti pozitivna ili negativna. Kod pravolinijskog i ravnomjernog kretanja, modul pomaka tijela poklapa se s prijeđenim putem. Brzina ravnomjernog pravolinijskog kretanja određena je formulom:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Ako je v > 0, tijelo se kreće duž ose OX u pozitivnom smjeru. Inače - u negativnom.

Zakon gibanja tijela u ravnomjernom pravolinijskom kretanju opisuje se linearnom algebarskom jednačinom.

Jednačina kretanja tijela s ravnomjernim pravolinijskim kretanjem

x (t) \u003d x 0 + v t

v = c o n s t ; x 0 - koordinata tijela (tačke) u trenutku t = 0.

Primjer uniformnog grafa kretanja je na donjoj slici.

Evo dva grafikona koji opisuju kretanje tijela 1 i 2. Kao što vidite, tijelo 1 u trenutku t = 0 bilo je u tački x = - 3 .

Od tačke x 1 do tačke x 2 telo se pomerilo za dve sekunde. Kretanje tijela bilo je tri metra.

∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 \u003d 2 s

∆s = 6 - 3 = 3 m.

Znajući ovo, možete pronaći brzinu tijela.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

Postoji još jedan način da se odredi brzina: iz grafika se može naći kao omjer stranica BC i AC trougla ABC.

v = ∆ s ∆ t = B C A C .

Štaviše, što je veći ugao koji graf formira sa vremenskom osom, to je veća brzina. Kažu i da je brzina jednaka tangentu ugla α.

Slično, proračuni se provode za drugi slučaj kretanja. Razmotrite sada novi grafikon koji prikazuje kretanje koristeći segmente linija. Ovo je takozvani graf po komadima.

Kretanje prikazano na njemu je neujednačeno. Brzina tijela se trenutno mijenja na prijelomnim tačkama grafa i na svakom segmentu puta do nova tačka Na pauzi, tijelo se kreće ravnomjerno novom brzinom.

Iz grafikona vidimo da se brzina mijenjala u vremenima t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Vrijednosti brzine se također lako nalaze na grafikonu.

Imajte na umu da se putanja i pomak ne poklapaju za kretanje opisano po komadima linearnog grafa. Na primjer, u vremenskom intervalu od nula do sedam sekundi tijelo je prešlo udaljenost jednaku 8 metara. Pomak tijela je tada nula.

Ako primijetite grešku u tekstu, označite je i pritisnite Ctrl+Enter

Mislite li da se krećete ili ne kada čitate ovaj tekst? Gotovo svako od vas će odmah odgovoriti: ne, ne mrdam. I to će biti pogrešno. Neki bi mogli reći da se selim. I oni su takođe u krivu. Jer u fizici neke stvari nisu baš onakve kakve izgledaju na prvi pogled.

Na primjer, koncept mehaničkog kretanja u fizici uvijek ovisi o referentnoj tački (ili tijelu). Dakle, osoba koja leti u avionu kreće se u odnosu na rođake koji su ostali kod kuće, ali miruje u odnosu na prijatelja koji sjedi pored njega. Dakle, dosadni rođaci ili prijatelj koji spava na njegovom ramenu su u ovom slučaju referentna tijela za utvrđivanje da li se naša spomenuta osoba kreće ili ne.

Definicija mehaničkog kretanja

U fizici, definicija mehaničkog kretanja koja se izučava u sedmom razredu je sljedeća: promjena položaja tijela u odnosu na druga tijela tokom vremena naziva se mehaničko kretanje. Primjeri mehaničkog kretanja u svakodnevnom životu bili bi kretanje automobila, ljudi i brodova. Komete i mačke. Vazdušni mehurići u ključalom kotliću i udžbenici u teškom đačkom rancu. I svaki put će izjava o kretanju ili mirovanju jednog od ovih objekata (tijela) biti besmislena bez navođenja referentnog tijela. Stoga u životu najčešće, kada govorimo o kretanju, mislimo na kretanje u odnosu na Zemlju ili statične objekte - kuće, puteve i tako dalje.

Trajektorija mehaničkog kretanja

Također je nemoguće ne spomenuti takvu karakteristiku mehaničkog kretanja kao putanju. Putanja je linija duž koje se tijelo kreće. Na primjer, otisci stopala na snijegu, otisak stopala aviona na nebu i otisak suze na obrazu su sve putanje. Mogu biti ravne, zakrivljene ili slomljene. Ali dužina putanje, ili zbir dužina, je put koji pređe tijelo. Put je označen slovom s. A mjeri se u metrima, centimetrima i kilometrima, ili u inčima, jardima i stopama, u zavisnosti od toga koje su mjerne jedinice prihvaćene u ovoj zemlji.

Vrste mehaničkog kretanja: ravnomjerno i neravnomjerno kretanje

Koje su vrste mehaničkog kretanja? Na primjer, tokom putovanja automobilom, vozač se kreće različitim brzinama kada se vozi po gradu i gotovo istom brzinom kada ulazi na autoput van grada. Odnosno, kreće se ili neravnomjerno ili ravnomjerno. Dakle, kretanje, ovisno o udaljenosti prijeđenoj za jednake vremenske periode, naziva se ravnomjerno ili neravnomjerno.

Primjeri ravnomjernog i neujednačenog kretanja

U prirodi je vrlo malo primjera jednolikog kretanja. Zemlja se kreće skoro ravnomjerno oko Sunca, kapi kiše kapaju, mehurići iskaču u sodi. Čak se i metak ispaljen iz pištolja kreće pravolinijski i ravnomjerno samo na prvi pogled. Zbog trenja o zrak i privlačenja Zemlje, njen let postepeno postaje sporiji, a putanja se smanjuje. Ovdje u svemiru, metak se može kretati zaista ravno i ravnomjerno dok se ne sudari s nekim drugim tijelom. A s neravnomjernim kretanjem stvari su mnogo bolje - ima mnogo primjera. Let lopte za vrijeme fudbalske utakmice, kretanje lava koji lovi svoj plijen, putovanje žvake u ustima učenika sedmog razreda i leptir koji leprša iznad cvijeta su primjeri neravnomjernog mehaničkog kretanja tijela.