Tema: Međudjelovanje tijela
Lekcija:Jednoliko i neravnomjerno kretanje. Ubrzati
Razmotrimo dva primjera gibanja dvaju tijela. Prvo tijelo je automobil koji se kreće ravnom napuštenom ulicom. Drugi su sanjke koje se, ubrzavajući, kotrljaju niz snježno brdo. Putanja obaju tijela je ravna linija. Iz prošle lekcije znate da se takvo kretanje naziva pravocrtno. Ali postoji razlika u kretanju automobila i sanjki. Automobil prelazi jednake udaljenosti u jednakim vremenskim razdobljima. A saonice u jednakim vremenskim razmacima prelaze sve veće udaljenosti, odnosno različite dionice staze. Prva vrsta gibanja (u našem primjeru kretanje automobila) naziva se jednoliko gibanje. Drugi tip kretanja (kretanje sanjki u našem primjeru) naziva se neravnomjerno kretanje.
Jednoliko gibanje je gibanje pri kojem tijelo u bilo kojim jednakim vremenskim intervalima prelazi jednake udaljenosti.
Neravnomjerno gibanje je gibanje pri kojem tijelo u jednakim vremenskim razmacima prolazi različite dijelove puta.
Obratite pozornost na riječi "svaka jednaka vremenska razdoblja" u prvoj definiciji. Činjenica je da ponekad možete posebno odabrati takva vremenska razdoblja tijekom kojih tijelo prelazi jednake udaljenosti, ali kretanje neće biti ravnomjerno. Na primjer, kraj druge kazaljke elektronski sat svake sekunde prolazi istim putevima. Ali to neće biti ravnomjerno kretanje, jer se strelica kreće grčevito, sa zastojima.
Riža. 1. Primjer jednolikog gibanja. Svake sekunde ovaj automobil prijeđe 50 metara
Riža. 2. Primjer neravnomjernog kretanja. Kako sanjke ubrzavaju, svake sekunde prelaze sve veće udaljenosti.
U našim primjerima tijela su se kretala pravocrtno. Ali koncepti jednolikog i nejednolikog gibanja jednako su primjenjivi na kretanje tijela duž zakrivljenih putanja.
Često se susrećemo s pojmom brzine. Iz vašeg kolegija matematike vrlo dobro ste upoznati s ovim konceptom i lako vam je izračunati brzinu pješaka koji je 5 kilometara prešao za 1,5 sat. Da biste to učinili, dovoljno je podijeliti put kojim je pješak prošao s vremenom provedenim u hodanju ovim putem. Naravno, ovo pretpostavlja da se pješak kretao jednoliko.
Brzina ravnomjernog gibanja naziva se fizikalna veličina, brojčano jednaka omjeru puta koji je prešlo tijelo i vremena provedenog na tom putu.
Brzina je označena slovom. Dakle, formula za izračunavanje brzine je:
U Međunarodnom sustavu jedinica put se, kao i svaka duljina, mjeri u metrima, a vrijeme u sekundama. Stoga, 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), brzina pješaka je 80 metara u minuti (m /min), ali brzina puža je samo 0,006 centimetara u sekundi (cm/s).
Riža. 3. Brzina se može mjeriti u različitim nesustavnim jedinicama
Izvansistemske mjerne jedinice obično se pretvaraju u SI sustav. Pogledajmo 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. Zatim
Sličan prijevod može se provesti s bilo kojom drugom nesustavnom mjernom jedinicom.
Može li se reći gdje će biti automobil ako se kretao brzinom od 72 km/h npr. dva sata? Ispostavilo se da nije. Doista, da bismo odredili položaj tijela u prostoru, potrebno je znati ne samo put koji je tijelo prešlo, već i smjer njegova 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 brzini dodijelimo ne samo brojčanu vrijednost (72 km/h), već i smjer (na sjever, na jugozapad, duž zadane X osi itd.).
Veličine za koje nije važna samo numerička vrijednost, već i smjer zovu se vektorske veličine.
Stoga, brzina – vektorska veličina (vektor).
Pogledajmo primjer. Dva se tijela gibaju jedno prema drugom, jedno brzinom 10 m/s, drugo brzinom 30 m/s. Da bismo to kretanje prikazali na slici, potrebno je odabrati smjer koordinatne osi po kojoj se ta tijela gibaju (X os). Tijela se mogu prikazati konvencionalno, na primjer, u obliku kvadrata. Smjerovi brzine tijela označeni su strelicama. Strelice vam omogućuju da pokažete da se tijela kreću u suprotnim smjerovima. Osim toga, slika je skalirana: strelica koja prikazuje brzinu drugog tijela je tri puta duža od strelice koja prikazuje brzinu prvog tijela, jer je brojčana vrijednost brzine drugog tijela tri puta veća.
Riža. 4. Slika vektora brzine dvaju tijela
Imajte na umu da kada crtamo simbol brzine pored strelice koja označava njen smjer, mala strelica se nalazi iznad slova: . Ova strelica pokazuje da je riječ o vektoru brzine (tj. naznačeni su i brojčana vrijednost i smjer brzine). Ne postoje strelice pored brojeva 10 m/s i 30 m/s iznad simbola brzine. Simbol bez strelice označava numeričku vrijednost vektora.
Dakle, mehaničko kretanje može biti ravnomjerno i neravnomjerno. Karakteristika kretanja je brzina. U slučaju jednolikog gibanja, da bi se odredila brojčana vrijednost brzine, dovoljno je put koji tijelo prijeđe podijeliti s vremenom koje mu je potrebno da prijeđe taj put. U SI sustavu brzina se mjeri u metrima u sekundi, ali postoje mnoge izvansustavne jedinice brzine. Osim brojčane vrijednosti, brzinu karakterizira i smjer. Odnosno, brzina je vektorska veličina. Za označavanje vektora brzine, mala strelica se nalazi iznad simbola brzine. Za označavanje brojčane vrijednosti brzine takva se strelica ne postavlja.
Bibliografija
1. Peryshkin A.V. Fizika. 7. razred – 14. izd., stereotip. – M.: Bustard, 2010.
2. Peryshkin A.V. Zbirka zadataka iz fizike, 7. – 9. razred: 5. izd., stereotip. – M: Izdavačka kuća “Ispit”, 2010.
3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbirka zadataka iz fizike za 7. – 9. razred obrazovne ustanove. – 17. izd. – M.: Obrazovanje, 2004.
1. Objedinjena zbirka digitalnih obrazovnih izvora ().
2. Objedinjena zbirka digitalnih obrazovnih izvora ().
Domaća zadaća
Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbirka zadataka iz fizike za 7. – 9. razred
Jednoliko gibanje je pravocrtno kretanje konstantnom (i po veličini i po smjeru) brzinom. Kod jednolikog gibanja jednaki su i putovi koje tijelo prijeđe u jednakim vremenskim razdobljima.
Za kinematički opis gibanja postavljamo os OX duž pravca gibanja. Za određivanje gibanja tijela s jednolikom ravno kretanje dovoljna je jedna koordinata X. Projekcije pomaka i brzine na koordinatnu os mogu se smatrati algebarskim veličinama.
Neka se u trenutku t 1 tijelo nalazi u točki s koordinatom x 1 , au trenutku t 2 - u točki s koordinatom x 2 . Tada će projekcija kretanja točke na os OX biti zapisana u obliku:
∆ s = x 2 - x 1.
Ovisno o smjeru osi i smjeru kretanja tijela, ova vrijednost može biti pozitivna ili negativna. Kod pravocrtnog i ravnomjernog gibanja, modul gibanja tijela podudara se s prijeđenim putem. Brzina jednolikog pravocrtnog gibanja određena je formulom:
v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1
Ako je v > 0, tijelo se giba duž osi OX u pozitivnom smjeru. U suprotnom - u negativnom.
Zakon gibanja tijela pri jednolikom pravocrtnom gibanju opisuje se linearnom algebarskom jednadžbom.
Jednadžba gibanja tijela za jednoliko pravocrtno gibanje
x (t) = x 0 + v t
v = c o n s t ; x 0 - koordinata tijela (točke) u trenutku t = 0.
Primjer grafa jednolikog gibanja prikazan je na donjoj slici.
Evo dva grafa koji opisuju kretanje tijela 1 i 2. Kao što vidimo, tijelo 1 u trenutku t = 0 nalazilo se u točki x = - 3.
Tijelo se pomaknulo iz točke x 1 u točku x 2 u dvije sekunde. Kretanje tijela bilo je tri metra.
∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s
∆ s = 6 - 3 = 3 m.
Znajući to, možete pronaći brzinu tijela.
v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2
Postoji još jedan način određivanja brzine: iz grafa se ona može pronaći kao omjer stranica BC i AC trokuta ABC.
v = ∆ s ∆ t = B C A C .
Štoviše, što je veći kut koji graf formira s vremenskom osi, veća je brzina. Također se kaže da je brzina jednaka tangensu kuta α.
Proračuni se provode na sličan način za drugi slučaj gibanja. Razmotrimo sada novi grafikon koji prikazuje kretanje pomoću segmenata linije. Ovo je takozvani komadno linearni graf.
Pokret prikazan na njemu je neravnomjeran. Brzina tijela trenutno se mijenja na prijelomnim točkama grafa, a svaki segment puta do nova točka Nakon pauze tijelo se kreće jednoliko novom brzinom.
Iz grafikona vidimo da se brzina mijenjala u trenucima t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Vrijednosti brzine također je lako pronaći iz grafikona.
Imajte na umu da put i pomak nisu isti za gibanje opisano komadno-linearnim grafom. Na primjer, u vremenskom intervalu od nula do sedam sekundi tijelo je prešlo put od 8 metara. Pomak tijela u ovom slučaju je nula.
Ako primijetite grešku u tekstu, označite je i pritisnite Ctrl+Enter
95. Navedite primjere jednolikog gibanja.
Vrlo rijetko se događa, na primjer, kretanje Zemlje oko Sunca.
96. Navedite primjere neravnomjernog kretanja.
Kretanje automobila, aviona.
97. Dječak klizi niz planinu na sanjkama. Može li se ovo kretanje smatrati uniformnim?
Ne.
98. Sjedeći u vagonu putničkog vlaka u pokretu i promatrajući kretanje nadolazećeg teretnog vlaka, čini nam se da teretni vlak ide puno brže nego što je išao naš putnički vlak prije susreta. Zašto se ovo događa?
Relativni putnički vlak, teretni vlak kreće se ukupnom brzinom putničkog i teretnog vlaka.
99. Vozač automobila u pokretu se kreće ili miruje u odnosu na:
a) ceste;
b) autosjedalice;
c) benzinske postaje;
d) Sunce;
e) drveće uz cestu?
U pokretu: a, c, d, d
U mirovanju: b
100. Sjedeći u vagonu vlaka u pokretu, gledamo kroz prozor vagon koji ide naprijed, zatim kao da je nepomičan i na kraju se kreće unatrag. Kako objasniti ono što vidimo?
U početku je brzina automobila veća od brzine vlaka. Tada brzina automobila postaje jednaka brzini vlaka. Nakon toga se brzina automobila smanjuje u odnosu na brzinu vlaka.
101. Avion izvodi “mrtvu petlju”. Koju putanju vide promatrači na zemlji?
Kružna staza.
102. Navedite primjere gibanja tijela po zakrivljenim putanjama u odnosu na tlo.
Kretanje planeta oko Sunca; kretanje čamca po rijeci; Let ptice.
103. Navedite primjere gibanja tijela koja imaju pravocrtnu putanju u odnosu na tlo.
Vlak u pokretu; čovjek koji hoda ravno.
104. Koje vrste kretanja uočavamo pri pisanju? kemijska olovka? Kreda?
Uniformno i neravnomjerno.
105. Koji dijelovi bicikla kada se kreću pravocrtno opisuju pravocrtne putanje u odnosu na podlogu, a koji dijelovi – zakrivljene?
Prava linija: upravljač, sjedalo, okvir.
Krivolinijski: pedale, kotači.
106. Zašto kažu da Sunce izlazi i zalazi? Što je referentno tijelo u ovom slučaju?
Referentnim tijelom smatra se Zemlja.
107. Dva se automobila kreću autocestom tako da se neka udaljenost između njih ne mijenja. Označite u odnosu na koja tijela svaki od njih miruje i u odnosu na koja se tijela giba u tom vremenskom razdoblju.
Automobili miruju jedan u odnosu na drugi. Automobili se kreću u odnosu na okolne predmete.
108. Sanke se niz planinu kotrljaju; lopta se kotrlja niz kosi žlijeb; Kamen pušten iz ruku pada. Koja se od ovih tijela kreću naprijed?
Saonice koje se kreću naprijed s planine i kamen pušten iz ruku.
109. Knjiga postavljena na stol u okomitom položaju (sl. 11, položaj I) padne od guranja i zauzme položaj II. Dvije točke A i B na uvezu knjige opisale su putanje AA1 i BB1. Možemo li reći da je knjiga krenula naprijed? Zašto?
Mislite li da se mičete ili ne kada čitate ovaj tekst? Gotovo svatko od vas odmah će odgovoriti: ne, ne selim se. I bit će u krivu. Neki bi mogli reći: selidba. I također će biti u krivu. Jer u fizici neke stvari nisu baš onakve kakvima se čine na prvi pogled.
Na primjer, koncept mehaničkog gibanja u fizici uvijek ovisi o referentnoj točki (ili tijelu). Dakle, osoba koja leti u avionu kreće se u odnosu na svoje rođake koji ostaju kod kuće, ali miruje u odnosu na svog prijatelja koji sjedi pored njega. Dakle, rođaci koji se dosađuju ili prijatelji koji spavaju na ramenu su u ovom slučaju referentna tijela za određivanje kreće li se naša spomenuta osoba ili ne.
Definicija mehaničkog kretanja
U fizici, definicija mehaničkog gibanja koja se proučava u sedmom razredu je sljedeća: promjena položaja tijela u odnosu na druga tijela tijekom vremena naziva se mehaničko gibanje. Primjeri mehaničkog gibanja u svakodnevnom životu uključuju kretanje automobila, ljudi i brodova. Komete i mačke. Mjehurići zraka u kipućem čajniku i udžbenici u teškom školskom ruksaku. I svaki put izjava o kretanju ili mirovanju jednog od tih objekata (tijela) bit će besmislena bez naznake referentnog tijela. Stoga, u životu, kada govorimo o kretanju, najčešće mislimo na kretanje u odnosu na Zemlju ili statične objekte - kuće, ceste i tako dalje.
Put mehaničkog gibanja
Također je nemoguće ne spomenuti takvu karakteristiku mehaničkog kretanja kao što je putanja. Putanja je linija po kojoj se tijelo kreće. Na primjer, otisci čizama na snijegu, trag aviona na nebu i trag suze na obrazu sve su to putanje. Mogu biti ravne, zakrivljene ili izlomljene. Ali duljina putanje ili zbroj duljina je put koji tijelo prijeđe. Put je označen slovom s. Mjeri se u metrima, centimetrima i kilometrima, ili u inčima, jardi i stope, ovisno o tome koje su mjerne jedinice prihvaćene u ovoj zemlji.
Vrste mehaničkog gibanja: jednoliko i neravnomjerno kretanje
Koje su vrste mehaničkog kretanja? Na primjer, kada vozi automobil, vozač se kreće različitim brzinama kada se vozi po gradu i gotovo istom brzinom kada vozi po autocesti izvan grada. To jest, kreće se ili neravnomjerno ili ravnomjerno. Dakle, kretanje, ovisno o prijeđenom putu u jednakim vremenskim razdobljima, nazivamo jednolikim ili neravnomjernim.
Primjeri jednolikog i neravnomjernog kretanja
U prirodi je vrlo malo primjera jednolikog gibanja. Zemlja se kreće gotovo ravnomjerno oko Sunca, kapi kiše kapaju, mjehurići plutaju u sodi. Čak se i metak ispaljen iz pištolja samo na prvi pogled kreće ravno i ravnomjerno. Zbog trenja o zrak i gravitacije Zemlje, njegov let postupno postaje sporiji, a putanja mu se smanjuje. U svemiru se metak može kretati stvarno ravno i ravnomjerno dok se ne sudari s nekim drugim tijelom. Ali s neravnomjernim kretanjem situacija je puno bolja - ima mnogo primjera. Let lopte tijekom igranja nogometa, kretanje lava koji lovi plijen, putovanje žvakaće gume u ustima učenika sedmog razreda i leptir koji leprša iznad cvijeta, sve su to primjeri neravnomjernog mehaničkog kretanja tijela.
Mislite li da se mičete ili ne kada čitate ovaj tekst? Gotovo svatko od vas odmah će odgovoriti: ne, ne selim se. I bit će u krivu. Neki bi mogli reći: selidba. I također će biti u krivu. Jer u fizici neke stvari nisu baš onakve kakvima se čine na prvi pogled.
Na primjer, koncept mehaničkog gibanja u fizici uvijek ovisi o referentnoj točki (ili tijelu). Dakle, osoba koja leti u avionu kreće se u odnosu na svoje rođake koji ostaju kod kuće, ali miruje u odnosu na svog prijatelja koji sjedi pored njega. Dakle, rođaci koji se dosađuju ili prijatelji koji spavaju na ramenu su u ovom slučaju referentna tijela za određivanje kreće li se naša spomenuta osoba ili ne.
Definicija mehaničkog kretanja
U fizici, definicija mehaničkog gibanja koja se proučava u sedmom razredu je sljedeća: promjena položaja tijela u odnosu na druga tijela tijekom vremena naziva se mehaničko gibanje. Primjeri mehaničkog gibanja u svakodnevnom životu uključuju kretanje automobila, ljudi i brodova. Komete i mačke. Mjehurići zraka u kipućem čajniku i udžbenici u teškom školskom ruksaku. I svaki put izjava o kretanju ili mirovanju jednog od tih objekata (tijela) bit će besmislena bez naznake referentnog tijela. Stoga, u životu, kada govorimo o kretanju, najčešće mislimo na kretanje u odnosu na Zemlju ili statične objekte - kuće, ceste i tako dalje.
Put mehaničkog gibanja
Također je nemoguće ne spomenuti takvu karakteristiku mehaničkog kretanja kao što je putanja. Putanja je linija po kojoj se tijelo kreće. Na primjer, otisci čizama na snijegu, trag aviona na nebu i trag suze na obrazu sve su to putanje. Mogu biti ravne, zakrivljene ili izlomljene. Ali duljina putanje ili zbroj duljina je put koji tijelo prijeđe. Put je označen slovom s. Mjeri se u metrima, centimetrima i kilometrima, ili u inčima, jardi i stope, ovisno o tome koje su mjerne jedinice prihvaćene u ovoj zemlji.
Vrste mehaničkog gibanja: jednoliko i neravnomjerno kretanje
Koje su vrste mehaničkog kretanja? Na primjer, kada vozi automobil, vozač se kreće različitim brzinama kada se vozi po gradu i gotovo istom brzinom kada vozi po autocesti izvan grada. To jest, kreće se ili neravnomjerno ili ravnomjerno. Dakle, kretanje, ovisno o prijeđenom putu u jednakim vremenskim razdobljima, nazivamo jednolikim ili neravnomjernim.
Primjeri jednolikog i neravnomjernog kretanja
U prirodi je vrlo malo primjera jednolikog gibanja. Zemlja se kreće gotovo ravnomjerno oko Sunca, kapi kiše kapaju, mjehurići plutaju u sodi. Čak se i metak ispaljen iz pištolja samo na prvi pogled kreće ravno i ravnomjerno. Zbog trenja o zrak i gravitacije Zemlje, njegov let postupno postaje sporiji, a putanja mu se smanjuje. U svemiru se metak može kretati stvarno ravno i ravnomjerno dok se ne sudari s nekim drugim tijelom. Ali s neravnomjernim kretanjem situacija je puno bolja - ima mnogo primjera. Let lopte tijekom igranja nogometa, kretanje lava koji lovi plijen, putovanje žvakaće gume u ustima učenika sedmog razreda i leptir koji leprša iznad cvijeta, sve su to primjeri neravnomjernog mehaničkog kretanja tijela.
