mișcare mecanică. Mișcare uniformă și neuniformă

Tema: Interacțiunea corpurilor

Lecţie:Uniformă şi mișcare neuniformă. Viteză

Luați în considerare două exemple de mișcare a două corpuri. Primul corp este o mașină care se deplasează de-a lungul unei străzi drepte pustii. Al doilea este o sanie care, accelerând, se rostogolește pe un deal înzăpezit. Traiectoria ambelor corpuri este o linie dreaptă. Din ultima lecție, știi că o astfel de mișcare se numește rectilinie. Dar există o diferență între mișcările mașinii și ale saniei. O mașină parcurge distanțe egale în intervale de timp egale. Iar sania pentru perioade egale de timp trece din ce în ce mai mult, adică diferite segmente de potecă. Primul tip de mișcare (mișcarea mașinii în exemplul nostru) se numește mișcare uniformă. Al doilea tip de mișcare (mișcarea saniei în exemplul nostru) se numește mișcare neuniformă.

Mișcarea uniformă este o astfel de mișcare în care pentru orice intervale egale de timp corpul parcurge aceleași segmente ale căii.

Mișcarea neuniformă este o astfel de mișcare în care corpul parcurge diferite segmente ale căii în intervale egale de timp.

Observați cuvintele „orice intervale egale de timp” din prima definiție. Faptul este că uneori puteți selecta în mod specific astfel de intervale de timp pentru care corpul parcurge căi egale, dar mișcarea nu va fi uniformă. De exemplu, sfârșitul acelui secund al unui ceas electronic parcurge același drum în fiecare secundă. Dar aceasta nu va fi o mișcare uniformă, deoarece săgeata se mișcă în salturi și limite.

Orez. 1. Un exemplu de mișcare uniformă. Această mașină parcurge 50 de metri în fiecare secundă.

Orez. 2. Un exemplu de mișcare neuniformă. Accelerând, în fiecare secundă sania trece peste tot mai multe segmente de potecă

În exemplele noastre, corpurile s-au mișcat în linie dreaptă. Dar conceptele de mișcare uniformă și neuniformă sunt aplicabile în mod egal și mișcării corpurilor de-a lungul traiectoriilor curbilinii.

Întâlnim destul de des conceptul de viteză. Din cursul de matematică, ești perfect familiarizat cu acest concept și îți este ușor să calculezi viteza unui pieton care a mers 5 kilometri în 1,5 ore. Pentru a face acest lucru, este suficient să împărțiți poteca parcursă de pieton la timpul petrecut la trecerea acestei cărări. Desigur, aceasta presupune că pietonul se deplasa uniform.

Viteza mișcării uniforme se numește mărime fizică, numeric egală cu raportul dintre drumul parcurs de corp și timpul petrecut pentru parcurgerea acestei căi.

Viteza este indicată de litera . Astfel, formula de calcul a vitezei este:

ÎN sistem international unități, traseul, ca orice lungime, se măsoară în metri, iar timpul este în secunde. Prin urmare, viteza se măsoară în metri pe secundă.

În fizică, unitățile în afara sistemului pentru măsurarea vitezei sunt, de asemenea, foarte des folosite. De exemplu, o mașină se mișcă cu 72 de kilometri pe oră (km/h), viteza luminii în vid este de 300.000 de kilometri pe secundă (km/s), un pieton se deplasează cu 80 de metri pe minut (m/min). , dar viteza unui melc este de numai 0,006 centimetri pe secundă (cm/s).

Orez. 3. Viteza poate fi măsurată în diferite unități în afara sistemului

Se obișnuiește să se convertească unități de măsură nesistemice în sistemul SI. Să vedem cum se face. De exemplu, pentru a converti kilometri pe oră în metri pe secundă, trebuie să vă amintiți că 1 km = 1000 m, 1 oră = 3600 s. Apoi

O traducere similară poate fi efectuată cu orice altă unitate de măsură din afara sistemului.

Se poate spune unde va fi mașina dacă s-a deplasat cu o viteză de 72 km/h timp de, să zicem, două ore? Se dovedește că nu. Într-adevăr, pentru a determina poziția corpului în spațiu, este necesar să se cunoască nu numai calea parcursă de corp, ci și direcția mișcării acestuia. Mașina din exemplul nostru se poate deplasa cu o viteză de 72 km/h în orice direcție.

O cale de ieșire din situație poate fi găsită dacă vitezei i se atribuie nu numai o valoare numerică (72 km / h), ci și o direcție (nord, sud-vest, de-a lungul axa specificată X etc.).

Mărimile pentru care nu numai valoarea numerică este importantă, ci și direcția se numesc vector.

Prin urmare, viteza este o mărime vectorială (vector).

Luați în considerare un exemplu. Două corpuri se deplasează unul spre celălalt, unul cu o viteză de 10 m/s, celălalt cu o viteză de 30 m/s. Pentru a reprezenta această mișcare în figură, trebuie să alegem direcția axei de coordonate de-a lungul căreia se deplasează aceste corpuri (axa X). Puteți reprezenta corpuri condiționat, de exemplu, sub formă de pătrate. Direcțiile vitezei corpurilor sunt indicate prin săgeți. Săgețile vă permit să indicați că corpurile se mișcă în direcții opuse. În plus, scara este observată în figură: săgeata care reprezintă viteza celui de-al doilea corp este de trei ori mai lungă decât săgeata care reprezintă viteza primului corp, deoarece valoarea numerică a vitezei celui de-al doilea corp este de trei ori mai mare. de conditie.

Orez. 4. Imaginea vectorilor viteză a două corpuri

Vă rugăm să rețineți că atunci când înfățișăm simbolul vitezei lângă săgeata care indică direcția acestuia, atunci o săgeată mică este plasată deasupra literei: . Această săgeată indică faptul că vorbim despre vectorul viteză (adică sunt indicate atât valoarea numerică, cât și direcția vitezei). În dreptul numerelor 10 m/s și 30 m/s, săgețile nu sunt afișate deasupra simbolurilor de viteză. Un simbol fără săgeată indică valoarea numerică a vectorului.

Deci, mișcarea mecanică poate fi uniformă și neuniformă. Caracteristica mișcării este viteza. În cazul mișcării uniforme, pentru a afla valoarea numerică a vitezei, este suficient să împărțim traseul parcurs de corp la timpul necesar pentru a parcurge această cale. În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă, dar există multe unități de viteză non-SI. Pe lângă valoarea numerică, viteza este caracterizată și de direcție. Adică, viteza este o mărime vectorială. Pentru a indica vectorul viteză, o săgeată mică este plasată deasupra simbolului vitezei. Pentru a indica valoarea numerică a vitezei, o astfel de săgeată nu este plasată.

Bibliografie

1. Peryshkin A.V. Fizică. 7 celule - Ed. a XIV-a, stereotip. – M.: Butarda, 2010.

2. Peryshkin A.V. Culegere de probleme de fizică, clasele 7 - 9: ed. a V-a, stereotip. - M: Editura „Examen”, 2010.

3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Culegere de sarcini la fizică pentru clasele 7-9 institutii de invatamant. – Ed. a XVII-a. - M .: Educație, 2004.

1. O singură colecție de Resurse Educaționale Digitale ().

2. O singură colecție de Resurse Educaționale Digitale ().

Teme pentru acasă

Lukashik V.I., Ivanova E.V. Culegere de sarcini la fizică pentru clasele 7-9

95. Dați exemple de mișcare uniformă.
Este foarte rar, de exemplu, mișcarea Pământului în jurul Soarelui.

96. Dați exemple de mișcare neuniformă.
Mișcarea mașinii, a aeronavei.

97. Un băiat alunecă pe un munte pe o sanie. Această mișcare poate fi considerată uniformă?
Nu.

98. Stând în vagonul unui tren de călători în mișcare și urmărind mișcarea unui tren de marfă care se apropie, ni se pare că trenul de marfă merge mult mai repede decât mergea trenul nostru de călători înainte de întâlnire. De ce se întâmplă asta?
Față de trenul de călători, trenul de marfă se deplasează cu viteza totală a trenurilor de călători și de marfă.

99. Conducătorul unui autoturism în mișcare este în mișcare sau în repaus în legătură cu:
a) drumuri
b) scaune auto;
c) benzinării;
d) soarele;
e) copaci de-a lungul drumului?
În mișcare: a, c, d, e
În repaus: b

100. Stând în vagonul unui tren în mișcare, privim în fereastră o mașină care merge înainte, apoi pare că staționează și în cele din urmă se întoarce înapoi. Cum putem explica ceea ce vedem?
Inițial, viteza vagonului este mai mare decât viteza trenului. Apoi viteza vagonului devine egală cu viteza trenului. După aceea, viteza vagonului scade în comparație cu viteza trenului.

101. Avionul efectuează o „buclă moartă”. Care este traiectoria mișcării văzută de observatori de la sol?
traiectoria inelului.

102. Dați exemple de mișcare a corpurilor de-a lungul căilor curbe în raport cu pământul.
Mișcarea planetelor în jurul soarelui; mișcarea bărcii pe râu; Zborul de pasăre.

103. Dați exemple de mișcare a corpurilor care au o traiectorie rectilinie în raport cu pământul.
trenul în mișcare; persoană care merge drept.

104. Ce tipuri de mișcare observăm când scriem cu pixul? Cretă?
Egale și inegale.

105. Ce părți ale bicicletei cu ea mișcare rectilinie descrieți traiectorii rectilinii față de sol și care sunt curbilinii?
Rectilinie: ghidon, șa, cadru.
Curbilinii: pedale, roți.

106. De ce se spune că Soarele răsare și apune? Care este organismul de referință în acest caz?
Corpul de referință este Pământul.

107. Două mașini se deplasează de-a lungul autostrăzii, astfel încât o anumită distanță dintre ele să nu se modifice. Indicați cu privire la ce corpuri fiecare dintre ele se află în repaus și față de ce corpuri se mișcă în această perioadă de timp.
Unele față de altele, mașinile sunt în repaus. Vehiculele se deplasează în raport cu obiectele din jur.

108. Săniile se rostogolesc pe munte; mingea se rostogolește pe jgheabul înclinat; piatra eliberată din mână cade. Care dintre aceste corpuri avansează?
Sania se îndreaptă de pe munte și piatra s-a eliberat din mâini.

109. O carte aşezată pe o masă în poziţie verticală (Fig. 11, poziţia I) cade din şoc şi ia poziţia II. Două puncte A și B de pe coperta cărții descriu traiectoriile AA1 și BB1. Putem spune că cartea a avansat? De ce?

Mișcare uniformă - mișcare de-a lungul unei linii drepte cu o viteză constantă (atât ca mărime, cât și ca direcție). Cu mișcare uniformă, căile pe care corpul le parcurge în intervale egale de timp sunt de asemenea egale.

Pentru o descriere cinematică a mișcării, să plasăm axa OX de-a lungul direcției de mișcare. Pentru a determina deplasarea unui corp în timpul mișcării rectilinie uniforme, este suficientă o coordonată X. Proiectiile deplasării și vitezei pe axa de coordonate pot fi considerate mărimi algebrice.

Fie ca la momentul t 1 corpul se afla intr-un punct cu coordonata x 1 , iar la momentul t 2 - intr-un punct cu coordonata x 2 . Apoi proiecția deplasării punctului pe axa OX va fi scrisă astfel:

∆ s \u003d x 2 - x 1.

În funcție de direcția axei și de direcția de mișcare a corpului, această valoare poate fi fie pozitivă, fie negativă. Cu mișcare rectilinie și uniformă, modulul de deplasare al corpului coincide cu distanța parcursă. Viteza mișcării rectilinie uniforme este determinată de formula:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Dacă v > 0, corpul se mișcă de-a lungul axei OX într-o direcție pozitivă. În caz contrar - în negativ.

Legea mișcării unui corp în mișcare rectilinie uniformă este descrisă printr-o ecuație algebrică liniară.

Ecuația mișcării unui corp cu mișcare rectilinie uniformă

x (t) \u003d x 0 + v t

v = c o n s t ; x 0 - coordonata corpului (punctului) la momentul t = 0.

Un exemplu de grafic de mișcare uniformă este în figura de mai jos.

Iată două grafice care descriu mișcarea corpurilor 1 și 2. După cum puteți vedea, corpul 1 la momentul t = 0 se afla în punctul x = - 3 .

De la punctul x 1 la punctul x 2 corpul s-a mișcat în două secunde. Mișcarea corpului era de trei metri.

∆ t \u003d t 2 - t 1 \u003d 6 - 4 \u003d 2 s

∆s = 6 - 3 = 3 m.

Știind acest lucru, puteți găsi viteza corpului.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

Există o altă modalitate de a determina viteza: din grafic poate fi găsită ca raportul laturilor BC și AC ale triunghiului ABC.

v = ∆ s ∆ t = B C A C .

Mai mult, cu cât unghiul pe care graficul îl formează cu axa timpului este mai mare, cu atât viteza este mai mare. Ei mai spun că viteza este egală cu tangentei unghiului α.

În mod similar, calculele sunt efectuate pentru al doilea caz de mișcare. Luați în considerare acum un nou grafic care ilustrează mișcarea folosind segmente de linie. Acesta este așa-numitul grafic cu linie pe bucăți.

Mișcarea descrisă pe ea este inegală. Viteza corpului se modifică instantaneu la punctele de întrerupere ale graficului și fiecare segment al căii către punct nou La pauză, corpul se mișcă uniform cu o nouă viteză.

Din grafic, vedem că viteza sa schimbat la momente t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Valorile vitezei sunt, de asemenea, ușor de găsit din grafic.

Rețineți că calea și deplasarea nu coincid pentru mișcarea descrisă de graficul liniar pe bucăți. De exemplu, în intervalul de timp de la zero la șapte secunde, corpul a parcurs o distanță egală cu 8 metri. Deplasarea corpului este atunci zero.

Dacă observați o greșeală în text, vă rugăm să o evidențiați și să apăsați Ctrl+Enter

Crezi că te miști sau nu când citești acest text? Aproape fiecare dintre voi va răspunde imediat: nu, nu mă mut. Și va fi greșit. Unii ar putea spune că mă mut. Și se înșală și ei. Pentru că în fizică, unele lucruri nu sunt chiar ceea ce par la prima vedere.

De exemplu, conceptul de mișcare mecanică în fizică depinde întotdeauna de punctul de referință (sau corp). Așa că o persoană care zboară într-un avion se mișcă în raport cu rudele rămase acasă, dar se află în repaus în raport cu un prieten care stă lângă el. Așadar, rudele plictisite sau un prieten care doarme pe umăr sunt, în acest caz, organe de referință pentru a stabili dacă persoana noastră menționată mai sus se mișcă sau nu.

Definiţia mechanical movement

În fizică, definiția mișcării mecanice studiată în clasa a șaptea este următoarea: o modificare a poziției unui corp față de alte corpuri în timp se numește mișcare mecanică. Exemple de mișcare mecanică în viața de zi cu zi ar fi mișcarea mașinilor, a oamenilor și a navelor. Comete și pisici. Bule de aer într-un ibric care fierbe și manuale în rucsacul greu al unui școlar. Și de fiecare dată o declarație despre mișcarea sau odihna unuia dintre aceste obiecte (corpuri) va fi lipsită de sens fără a indica corpul de referință. Prin urmare, în viață, cel mai adesea, când vorbim despre mișcare, ne referim la mișcarea față de Pământ sau la obiecte statice - case, drumuri și așa mai departe.

Traiectoria mișcării mecanice

De asemenea, este imposibil să nu menționăm o asemenea caracteristică a mișcării mecanice ca o traiectorie. O traiectorie este o linie de-a lungul căreia se mișcă un corp. De exemplu, urmele de pași pe zăpadă, amprenta unui avion pe cer și amprenta unei lacrimi pe obraz sunt toate traiectorii. Ele pot fi drepte, curbate sau rupte. Dar lungimea traiectoriei, sau suma lungimilor, este calea parcursă de corp. Calea este marcată cu litera s. Și se măsoară în metri, centimetri și kilometri, sau în inci, yarzi și picioare, în funcție de ce unități de măsură sunt acceptate în această țară.

Tipuri de mișcare mecanică: mișcare uniformă și neuniformă

Care sunt tipurile de mișcare mecanică? De exemplu, în timpul unei călătorii cu mașina, șoferul se deplasează cu viteze diferite atunci când circulă prin oraș și aproape cu aceeași viteză când intră pe autostradă în afara orașului. Adică se mișcă fie inegal, fie uniform. Deci mișcarea, în funcție de distanța parcursă pe perioade egale de timp, se numește uniformă sau neuniformă.

Exemple de mișcare uniformă și neuniformă

Există foarte puține exemple de mișcare uniformă în natură. Pământul se mișcă aproape uniform în jurul Soarelui, picături de ploaie picură, bule ies în sifon. Chiar și un glonț tras dintr-un pistol se mișcă în linie dreaptă și uniform doar la prima vedere. De la frecarea cu aerul și atracția Pământului, zborul acestuia devine treptat mai lent, iar traiectoria scade. Aici, în spațiu, un glonț se poate mișca cu adevărat drept și uniform până când se ciocnește de alt corp. Și cu mișcarea neuniformă, lucrurile stau mult mai bine - sunt multe exemple. Zborul unei mingi de fotbal în timpul unui meci de fotbal, mișcarea unui leu care își vânează prada, călătoria unei gume de mestecat în gura unui elev de clasa a șaptea și un fluture fluturând peste o floare sunt toate exemple de mișcare mecanică inegală a corpurilor.