Movimiento mecánico. Movimiento uniforme y desigual. Velocidad Defina un ejemplo de movimiento desigual

Tema: Interacción de cuerpos.

Lección:Movimiento uniforme y desigual. Velocidad

Consideremos dos ejemplos del movimiento de dos cuerpos. El primer cadáver es un coche que circula por una calle recta y desierta. El segundo es un trineo que, acelerando, rueda cuesta abajo por una colina nevada. La trayectoria de ambos cuerpos es una línea recta. Por la última lección sabes que ese movimiento se llama rectilíneo. Pero hay una diferencia en los movimientos de un coche y un trineo. Un automóvil recorre distancias iguales en períodos de tiempo iguales. Y los trineos recorren distancias cada vez mayores en intervalos de tiempo iguales, es decir, diferentes tramos del camino. El primer tipo de movimiento (el movimiento de un automóvil en nuestro ejemplo) se llama movimiento uniforme. El segundo tipo de movimiento (el movimiento del trineo en nuestro ejemplo) se llama movimiento desigual.

El movimiento uniforme es un movimiento en el que, en intervalos de tiempo iguales, el cuerpo recorre distancias iguales.

El movimiento desigual es un movimiento en el que un cuerpo recorre diferentes segmentos de una trayectoria en intervalos de tiempo iguales.

Observe las palabras “cualquier período de tiempo igual” en la primera definición. El hecho es que a veces se pueden seleccionar especialmente períodos de tiempo durante los cuales el cuerpo recorre distancias iguales, pero el movimiento no será uniforme. Por ejemplo, el final del segundero. reloj electrónico cada segundo recorre los mismos caminos. Pero este no será un movimiento uniforme, ya que la flecha se mueve espasmódicamente, con paradas.

Arroz. 1. Un ejemplo de movimiento uniforme. Cada segundo este auto recorre 50 metros.

Arroz. 2. Un ejemplo de movimiento desigual. A medida que el trineo acelera, recorre distancias cada vez más largas cada segundo.

En nuestros ejemplos, los cuerpos se movían en línea recta. Pero los conceptos de movimiento uniforme y no uniforme son igualmente aplicables al movimiento de cuerpos a lo largo de trayectorias curvas.

Nos topamos con bastante frecuencia con el concepto de velocidad. Gracias a tu curso de matemáticas, estás muy familiarizado con este concepto y te resulta fácil calcular la velocidad de un peatón que caminó 5 kilómetros en 1,5 horas. Para ello, basta con dividir el camino recorrido por el peatón entre el tiempo empleado en recorrer este camino. Por supuesto, esto supone que el peatón se movió uniformemente.

La velocidad del movimiento uniforme se llama cantidad física, numéricamente igual a la relación entre el camino recorrido por el cuerpo y el tiempo dedicado a recorrer este camino.

La velocidad se indica con la letra. Por tanto, la fórmula para calcular la velocidad es:

En el Sistema Internacional de Unidades, un camino, como cualquier longitud, se mide en metros y el tiempo en segundos. Por eso, la velocidad se mide en metros por segundo.

En física, también se utilizan con mucha frecuencia unidades de medida de velocidad que no son sistémicas. Por ejemplo, un automóvil se mueve a una velocidad de 72 kilómetros por hora (km/h), la velocidad de la luz en el vacío es de 300.000 kilómetros por segundo (km/s), la velocidad de un peatón es de 80 metros por minuto (m /min), pero la velocidad de un caracol es de sólo 0,006 centímetros por segundo (cm/s).

Arroz. 3. La velocidad se puede medir en varias unidades que no pertenecen al sistema.

Las unidades de medida que no pertenecen al sistema generalmente se convierten al sistema SI. Veamos cómo se hace esto. Por ejemplo, para convertir kilómetros por hora a metros por segundo, debes recordar que 1 km = 1000 m, 1 hora = 3600 s. Entonces

Se puede realizar una traducción similar con cualquier otra unidad de medida no sistémica.

¿Es posible saber dónde estará un automóvil si se mueve a una velocidad de 72 km/h durante, por ejemplo, dos horas? Resulta que no. De hecho, para determinar la posición de un cuerpo en el espacio, es necesario conocer no sólo el camino recorrido por el cuerpo, sino también la dirección de su movimiento. El coche de nuestro ejemplo podría viajar a una velocidad de 72 km/h en cualquier dirección.

Se puede encontrar una salida a esta situación si asignamos a la velocidad no sólo un valor numérico (72 km/h), sino también una dirección (al norte, al suroeste, a lo largo de un eje X determinado, etc.).

Las cantidades para las que no sólo es importante el valor numérico, sino también la dirección se denominan cantidades vectoriales.

Por eso, velocidad – cantidad vectorial (vector).

Veamos un ejemplo. Dos cuerpos se acercan uno hacia el otro, uno con una velocidad de 10 m/s y el otro con una velocidad de 30 m/s. Para representar este movimiento en la figura, debemos seleccionar la dirección del eje de coordenadas a lo largo del cual se mueven estos cuerpos (eje X). Los cuerpos se pueden representar de forma convencional, por ejemplo, en forma de cuadrados. Las direcciones de la velocidad de los cuerpos se indican mediante flechas. Las flechas le permiten indicar que los cuerpos se mueven en direcciones opuestas. Además, la figura está escalada: la flecha que representa la velocidad del segundo cuerpo es tres veces más larga que la flecha que representa la velocidad del primer cuerpo, ya que el valor numérico de la velocidad del segundo cuerpo es tres veces mayor.

Arroz. 4. Imagen de los vectores de velocidad de dos cuerpos.

Tenga en cuenta que cuando dibujamos un símbolo de velocidad junto a una flecha que indica su dirección, se coloca una pequeña flecha encima de la letra: . Esta flecha indica que estamos hablando del vector velocidad (es decir, se indican tanto el valor numérico como la dirección de la velocidad). No se muestran flechas junto a los números 10 m/s y 30 m/s encima de los símbolos de velocidad. El símbolo sin flecha indica el valor numérico del vector.

Por tanto, el movimiento mecánico puede ser uniforme y desigual. La característica del movimiento es la velocidad. En el caso del movimiento uniforme, para encontrar el valor numérico de la velocidad, basta con dividir el camino recorrido por el cuerpo por el tiempo que tarda en recorrer este camino. En el sistema SI, la velocidad se mide en metros por segundo, pero existen muchas unidades de velocidad que no pertenecen al sistema. Además del valor numérico, la velocidad también se caracteriza por la dirección. Es decir, la velocidad es una cantidad vectorial. Para indicar el vector de velocidad, se coloca una pequeña flecha encima del símbolo de velocidad. Para indicar el valor numérico de la velocidad, no se coloca dicha flecha.

Bibliografía

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3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Colección de problemas de física para los grados 7 a 9. Instituciones educacionales. – 17ª ed. – M.: Educación, 2004.

1. Colección unificada de Recursos Educativos Digitales ().

2. Colección unificada de Recursos Educativos Digitales ().

Tarea

Lukashik V.I., Ivanova E.V. Colección de problemas de física para los grados 7 a 9.

El movimiento uniforme es un movimiento a lo largo de una línea recta con una velocidad constante (tanto en magnitud como en dirección). En movimiento uniforme, las trayectorias que recorre el cuerpo en períodos de tiempo iguales también son iguales.

Para una descripción cinemática del movimiento, colocamos el eje OX a lo largo de la dirección del movimiento. Para determinar el movimiento de un cuerpo con uniforme. movimiento recto basta con una coordenada X. Las proyecciones de desplazamiento y velocidad sobre el eje de coordenadas pueden considerarse cantidades algebraicas.

Sea en el momento t 1 el cuerpo esté en un punto con coordenada x 1 , y en el momento t 2 - en un punto con coordenada x 2 . Entonces la proyección del movimiento del punto sobre el eje OX se escribirá en la forma:

∆ s = x 2 - x 1.

Dependiendo de la dirección del eje y de la dirección del movimiento del cuerpo, este valor puede ser positivo o negativo. Con movimiento rectilíneo y uniforme, el módulo de movimiento del cuerpo coincide con la distancia recorrida. La velocidad del movimiento rectilíneo uniforme está determinada por la fórmula:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Si v > 0, el cuerpo se mueve a lo largo del eje OX en dirección positiva. De lo contrario, en negativo.

La ley del movimiento de un cuerpo durante el movimiento rectilíneo uniforme se describe mediante una ecuación algebraica lineal.

Ecuación del movimiento corporal para un movimiento rectilíneo uniforme.

x (t) = x 0 + vt

v = c o n s t ; x 0 - coordenada del cuerpo (punto) en el momento t = 0.

En la siguiente figura se muestra un ejemplo de una gráfica de movimiento uniforme.

Aquí hay dos gráficas que describen el movimiento de los cuerpos 1 y 2. Como podemos ver, el cuerpo 1 en el momento t = 0 estaba en el punto x = - 3.

El cuerpo se movió del punto x 1 al punto x 2 en dos segundos. El movimiento del cuerpo fue de tres metros.

∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s

∆ s = 6 - 3 = 3 m.

Sabiendo esto, puedes encontrar la velocidad del cuerpo.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

Hay otra forma de determinar la velocidad: en la gráfica se puede encontrar como la razón de los lados BC y AC del triángulo ABC.

v = ∆ s ∆ t = segundo C UN C .

Además, cuanto mayor sea el ángulo que forma el gráfico con el eje del tiempo, mayor será la velocidad. También se dice que la velocidad es igual a la tangente del ángulo α.

Los cálculos se realizan de manera similar para el segundo caso de movimiento. Consideremos ahora una nueva gráfica que representa el movimiento usando segmentos de línea. Este es el llamado gráfico lineal por partes.

El movimiento representado en él es desigual. La velocidad del cuerpo cambia instantáneamente en los puntos de ruptura del gráfico, y cada segmento del camino hasta nuevo punto Después de una pausa, el cuerpo se mueve uniformemente a una nueva velocidad.

En la gráfica vemos que la velocidad cambió en los momentos t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Los valores de velocidad también son fáciles de encontrar en el gráfico.

Tenga en cuenta que la trayectoria y el desplazamiento no son los mismos para el movimiento descrito mediante una gráfica lineal por partes. Por ejemplo, en el intervalo de tiempo de cero a siete segundos el cuerpo recorrió una distancia de 8 metros. El desplazamiento del cuerpo en este caso es cero.

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95. Da ejemplos de movimiento uniforme.
Ocurre muy raramente, por ejemplo, el movimiento de la Tierra alrededor del Sol.

96. Da ejemplos de movimiento desigual.
Movimiento de un coche, avión.

97. Un niño se desliza montaña abajo en un trineo. ¿Puede considerarse uniforme este movimiento?
No.

98. Sentados en el vagón de un tren de pasajeros en movimiento y observando el movimiento de un tren de carga que se aproxima, nos parece que el tren de carga va mucho más rápido que nuestro tren de pasajeros antes de encontrarse. ¿Por qué está pasando esto?
El tren de pasajeros y el tren de mercancías se mueven con la velocidad total de los trenes de pasajeros y de mercancías.

99. El conductor de un automóvil en movimiento está en movimiento o en reposo con respecto a:
a) carreteras;
b) asientos de coche;
c) gasolineras;
d) el Sol;
e) árboles a lo largo del camino?
En movimiento: a, c, d, d
En reposo:b

100. Sentados en el vagón de un tren en marcha, observamos por la ventanilla un vagón que avanza, luego parece inmóvil y finalmente retrocede. ¿Cómo explicar lo que vemos?
Inicialmente, la velocidad del vagón es mayor que la velocidad del tren. Entonces la velocidad del vagón se vuelve igual a la velocidad del tren. Después de esto, la velocidad del vagón disminuye en comparación con la velocidad del tren.

101. El avión realiza un "bucle muerto". ¿Qué trayectoria ven los observadores en tierra?
Un camino circular.

102. Dé ejemplos del movimiento de cuerpos a lo largo de trayectorias curvas con respecto al suelo.
El movimiento de los planetas alrededor del Sol; movimiento de barcos en el río; Vuelo de pájaro.

103. Dé ejemplos del movimiento de cuerpos que tienen una trayectoria rectilínea con respecto al suelo.
Tren en movimiento; hombre caminando derecho.

104. ¿Qué tipos de movimiento observamos al escribir? bolígrafo? ¿Tiza?
Uniforme y desigual.

105. ¿Qué partes de una bicicleta, cuando se mueve en línea recta, describen trayectorias rectilíneas con respecto al suelo y cuáles, curvas?
Línea recta: manillar, sillín, cuadro.
Curvilíneo: pedales, ruedas.

106. ¿Por qué dicen que el Sol sale y se pone? ¿Cuál es el organismo de referencia en este caso?
Se considera que el cuerpo de referencia es la Tierra.

107. Dos automóviles se mueven por una carretera de modo que la distancia entre ellos no cambia. Indique con respecto a qué cuerpos está cada uno de ellos en reposo y con respecto a qué cuerpos se están moviendo durante este período de tiempo.
Los autos están en reposo uno respecto del otro. Los coches se mueven en relación con los objetos circundantes.

108. El trineo rueda montaña abajo; la pelota rueda por una rampa inclinada; La piedra que se desprende de las manos cae. ¿Cuáles de estos organismos están avanzando?
Un trineo avanzando desde la montaña y una piedra suelta de las manos.

109. Un libro colocado sobre una mesa en posición vertical (Fig. 11, posición I) cae de un empujón y toma la posición II. Dos puntos A y B en la encuadernación del libro describían las trayectorias AA1 y BB1. ¿Podemos decir que el libro avanzó? ¿Por qué?

¿Crees que te estás moviendo o no cuando lees este texto? Casi todos responderán inmediatamente: no, no me muevo. Y se equivocará. Algunos dirán: en movimiento. Y también se equivocarán. Porque en física algunas cosas no son exactamente lo que parecen a primera vista.

Por ejemplo, el concepto de movimiento mecánico en física siempre depende de un punto de referencia (o cuerpo). Así, una persona que vuela en un avión se mueve con respecto a sus familiares que permanecen en casa, pero está en reposo con respecto a su amigo sentado a su lado. Así, unos familiares aburridos o un amigo durmiendo en un hombro son, en este caso, órganos de referencia para determinar si nuestra citada persona se mueve o no.

Definición de movimiento mecánico

En física, la definición de movimiento mecánico que se estudia en séptimo grado es la siguiente: El cambio en la posición de un cuerpo en relación con otros cuerpos a lo largo del tiempo se llama movimiento mecánico. Ejemplos de movimiento mecánico en la vida cotidiana incluyen el movimiento de automóviles, personas y barcos. Cometas y gatos. Burbujas de aire en una tetera hirviendo y libros de texto en la pesada mochila de un colegial. Y cada vez una afirmación sobre el movimiento o reposo de uno de estos objetos (cuerpos) carecerá de sentido sin indicar el cuerpo de referencia. Por lo tanto, en la vida, la mayoría de las veces, cuando hablamos de movimiento, nos referimos al movimiento relativo a la Tierra o a objetos estáticos: casas, carreteras, etc.

Ruta de movimiento mecánico

También es imposible no mencionar una característica del movimiento mecánico como la trayectoria. Una trayectoria es una línea a lo largo de la cual se mueve un cuerpo. Por ejemplo, las huellas de unas botas en la nieve, el rastro de un avión en el cielo y el rastro de una lágrima en una mejilla son todas trayectorias. Pueden ser rectos, curvos o rotos. Pero la longitud de la trayectoria, o la suma de las longitudes, es el camino recorrido por el cuerpo. El camino está designado con la letra s. Y se mide en metros, centímetros y kilómetros, o en pulgadas, yardas y pies, según las unidades de medida aceptadas en este país.

Tipos de movimiento mecánico: movimiento uniforme y desigual.

¿Cuáles son los tipos de movimiento mecánico? Por ejemplo, al conducir un automóvil, el conductor se mueve a diferentes velocidades cuando conduce por la ciudad y casi a la misma velocidad cuando conduce por la carretera fuera de la ciudad. Es decir, se mueve de manera desigual o uniforme. Por eso el movimiento, dependiendo de la distancia recorrida en períodos de tiempo iguales, se llama uniforme o desigual.

Ejemplos de movimiento uniforme y desigual.

Hay muy pocos ejemplos de movimiento uniforme en la naturaleza. La Tierra se mueve casi uniformemente alrededor del Sol, las gotas de lluvia gotean, las burbujas flotan en el refresco. Incluso una bala disparada con una pistola se mueve recta y uniformemente sólo a primera vista. Debido a la fricción con el aire y a la gravedad de la Tierra, su vuelo se vuelve gradualmente más lento y su trayectoria disminuye. En el espacio, una bala puede moverse muy recta y uniformemente hasta chocar con algún otro cuerpo. Pero con un movimiento desigual la situación es mucho mejor; hay muchos ejemplos. El vuelo de una pelota mientras juega al fútbol, el movimiento de un león cazando una presa, el movimiento de un chicle en la boca de un niño de séptimo grado y una mariposa revoloteando sobre una flor son ejemplos de movimientos mecánicos desiguales de los cuerpos.