Téma: Testek kölcsönhatása
Lecke:Egyenletes és egyenetlen mozgás. Sebesség
Tekintsünk két példát két test mozgására. Az első test egy autó, amely egy egyenes, kihalt utcán halad. A második egy szán, ami gyorsulva legurul le egy havas dombról. Mindkét test pályája egyenes. Az utolsó leckéből tudja, hogy egy ilyen mozgást egyenes vonalúnak neveznek. De van különbség az autó és a szán mozgásában. Egy autó egyenlő távolságot tesz meg egyenlő időközönként. A szán pedig egyenlő ideig halad egyre többet, vagyis az út különböző szakaszain. Az első mozgásfajtát (példánkban az autó mozgását) egyenletes mozgásnak nevezzük. A második mozgástípust (példánkban a szán mozgását) nem egyenletes mozgásnak nevezzük.
Az egyenletes mozgás olyan mozgás, amelyben a test bármely egyenlő időintervallumon keresztül halad az út ugyanazon szakaszain.
Az egyenetlen mozgás olyan mozgás, amelyben a test egyenlő időközönként halad át az út különböző szakaszain.
Jegyezze meg a "bármely egyenlő időintervallum" szavakat az első meghatározásban. A helyzet az, hogy néha kifejezetten kiválaszthat olyan időintervallumokat, amelyeknél a test egyenlő utakat jár be, de a mozgás nem lesz egyenletes. Például a másodpercmutató vége elektronikus óra minden másodpercben ugyanazt az utat járja be. De ez nem lesz egységes mozgás, mivel a nyíl ugrásszerűen mozog.
Rizs. 1. Példa az egyenletes mozgásra. Ez az autó másodpercenként 50 métert tesz meg.
Rizs. 2. Példa az egyenetlen mozgásra. A szán minden másodpercben gyorsulva halad át az út újabb és újabb szakaszán
Példáinkban a testek egyenes vonalban mozogtak. De az egyenletes és nem egyenletes mozgás fogalma egyformán alkalmazható testek görbe vonalú pályák mentén történő mozgására.
Elég gyakran találkozunk a sebesség fogalmával. A matematika tantárgyból Ön tökéletesen ismeri ezt a fogalmat, és könnyen kiszámíthatja egy gyalogos sebességét, aki 1,5 óra alatt megtett 5 kilométert. Ehhez elegendő a gyalogos által megtett utat elosztani az ezen az úton eltöltött idővel. Természetesen ez azt feltételezi, hogy a gyalogos egyenletesen haladt.
Az egyenletes mozgás sebességét fizikai mennyiségnek nevezzük, amely számszerűen egyenlő a test által megtett út és az ezen az úton eltöltött idő arányával.
A sebességet a betű jelzi. Így a sebesség kiszámításának képlete a következő:
A Nemzetközi Mértékegységrendszerben az utat, mint bármely hosszúságot, méterben, az időt pedig másodpercben mérik. Ennélfogva, a sebességet méter per másodpercben mérik.
A fizikában nagyon gyakran használnak rendszeren kívüli sebességmérő egységeket is. Például egy autó 72 kilométer per óra (km/h) sebességgel halad, a fény sebessége vákuumban 300 000 kilométer per másodperc (km/s), a gyalogos 80 méter per perc (m/perc) sebességgel halad. , de a csiga sebessége mindössze 0,006 centiméter másodpercenként (cm/s).
Rizs. 3. A sebesség különböző rendszeren kívüli egységekben mérhető
A nem rendszerszintű mértékegységeket SI-rendszerbe szokás átváltani. Lássuk, hogyan készült. Például a kilométer per óra méter per másodpercre konvertálásához emlékeznie kell arra, hogy 1 km = 1000 m, 1 óra = 3600 s. Akkor
Hasonló fordítás elvégezhető bármely más rendszeren kívüli mértékegységgel.
Meg lehet mondani, hogy hol lesz az autó, ha mondjuk két órán keresztül 72 km/h sebességgel haladt? Kiderült, hogy nem. A test térbeli helyzetének meghatározásához ugyanis nemcsak a test által megtett utat, hanem mozgásának irányát is ismerni kell. A példánkban szereplő autó 72 km/h sebességgel tud mozogni bármely irányba.
Kiutat akkor találhatunk, ha a sebességhez nem csak számértéket (72 km/h), hanem irányt is rendelünk (észak, délnyugat, adott X tengely mentén stb.).
Azokat a mennyiségeket, amelyeknél nem csak a számérték fontos, hanem az irány is, vektornak nevezzük.
Ennélfogva, a sebesség egy vektormennyiség (vektor).
Vegyünk egy példát. Két test halad egymás felé, az egyik 10 m/s, a másik 30 m/s sebességgel. Ennek a mozgásnak az ábrán való ábrázolásához ki kell választanunk annak a koordinátatengelynek az irányát, amely mentén ezek a testek mozognak (az X tengely). A testeket feltételesen ábrázolhatja, például négyzetek formájában. A testek sebességének irányait nyilak jelzik. A nyilak segítségével jelezheti, hogy a testek ellentétes irányba mozognak. Ezen túlmenően a skála az ábrán látható: a második test sebességét ábrázoló nyíl háromszor hosszabb, mint az első test sebességét ábrázoló nyíl, mivel a második test sebességének számértéke háromszor nagyobb a feltétel által.
Rizs. 4. Két test sebességvektorának képe
Kérjük, vegye figyelembe, hogy amikor a sebesség szimbólumot ábrázoljuk az irányt jelző nyíl mellett, akkor a betű fölé egy kis nyíl kerül: . Ez a nyíl azt jelzi, hogy ez egy sebességvektor (azaz a sebesség számértéke és iránya egyaránt ki van jelölve). A 10 m/s és 30 m/s számok mellett nyilak nem jelennek meg a sebesség szimbólumok felett. A nyíl nélküli szimbólum a vektor számértékét jelzi.
Tehát a mechanikai mozgás lehet egyenletes és egyenetlen. A mozgás jellemzője a gyorsaság. Egyenletes mozgás esetén a sebesség számértékének megtalálásához elegendő a test által megtett utat elosztani az ezen út megtételéhez szükséges idővel. Az SI rendszerben a sebességet méter per másodpercben mérik, de sok nem SI sebességmértékegység létezik. A sebességet a számérték mellett az irány is jellemzi. Vagyis a sebesség vektormennyiség. A sebességvektor jelzésére egy kis nyíl kerül a sebesség szimbólum fölé. A sebesség számértékének jelzésére ilyen nyíl nincs elhelyezve.
Bibliográfia
1. Peryshkin A.V. Fizika. 7 sejt - 14. kiadás, sztereotípia. – M.: Túzok, 2010.
2. Peryshkin A.V. Fizikai feladatgyűjtemény, 7 - 9. évfolyam: 5. kiad., sztereotípia. - M: "Exam" kiadó, 2010.
3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Fizika feladatgyűjtemény 7 - 9. osztályosok számára oktatási intézmények. – 17. kiadás. - M .: Oktatás, 2004.
1. Digitális oktatási források egyetlen gyűjteménye ().
2. Digitális oktatási források egyetlen gyűjteménye ().
Házi feladat
Lukasik V.I., Ivanova E.V. Fizika feladatgyűjtemény 7 - 9. osztályosok számára
Egyenletes mozgás - egyenes vonal mentén történő mozgás állandó (nagyságban és irányban egyaránt) sebességgel. Egyenletes mozgásnál a test által egyenlő időközönként megtett utak is egyenlőek.
A mozgás kinematikai leírásához helyezzük el az OX tengelyt a mozgás iránya mentén. Egyenruhával meghatározni a test elmozdulását egyenes vonalú mozgás elég egy koordináta X. Az elmozdulás és a sebesség koordinátatengelyre vetített vetületei algebrai mennyiségnek tekinthetők.
Legyen a test t 1 időpontban egy x 1 koordinátájú pontban, t 2 időpontban pedig egy x 2 koordinátájú pontban. Ekkor a pont elmozdulásának vetülete az OX tengelyre a következőképpen lesz felírva:
∆ s \u003d x 2 - x 1.
A tengely irányától és a test mozgási irányától függően ez az érték pozitív vagy negatív lehet. Egyenes és egyenletes mozgás esetén a test elmozdulási modulusa egybeesik a megtett úttal. Az egyenletes egyenes vonalú mozgás sebességét a következő képlet határozza meg:
v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1
Ha v > 0, a test az OX tengelye mentén pozitív irányban mozog. Ellenkező esetben - negatívan.
Az egyenletes egyenes vonalú mozgású test mozgástörvényét egy lineáris algebrai egyenlet írja le.
Egyenletes egyenes mozgású test mozgásegyenlete
x (t) \u003d x 0 + v t
v = c o n s t; x 0 - a test (pont) koordinátája t = 0 időpontban.
Az alábbi ábrán látható egy példa egy egyenletes mozgásgráfra.
Itt van két grafikon, amely leírja az 1. és 2. testek mozgását. Mint látható, az 1. test t = 0 időpontban az x = - 3 pontban volt.
Az x 1 pontból az x 2 pontba a test két másodperc alatt mozgott. A test mozgása három méter volt.
∆ t \u003d t 2 - t 1 \u003d 6 - 4 \u003d 2 s
∆s = 6 - 3 = 3 m.
Ennek ismeretében meg lehet találni a test sebességét.
v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2
A sebesség meghatározásának egy másik módja is van: a grafikonon az ABC háromszög BC és AC oldalainak arányaként találhatjuk meg.
v = ∆ s ∆ t = B C A C .
Ezenkívül minél nagyobb szöget zár be a grafikon az időtengellyel, annál nagyobb a sebesség. Azt is mondják, hogy a sebesség egyenlő az α szög érintőjével.
Hasonlóképpen számításokat végeznek a mozgás második esetére is. Tekintsünk most egy új grafikont, amely vonalszakaszok segítségével ábrázolja a mozgást. Ez az úgynevezett darabonkénti vonalgráf.
A rajta ábrázolt mozgás egyenetlen. A test sebessége azonnal megváltozik a grafikon töréspontjain és a hozzá vezető út minden szakaszán új pont A szünetben a test egyenletesen, új sebességgel mozog.
A grafikonon azt látjuk, hogy a sebesség t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s időpontokban változott. A sebességértékek is könnyen megtalálhatók a grafikonon.
Figyeljük meg, hogy az út és az elmozdulás nem esik egybe a darabonkénti lineáris gráf által leírt mozgásnál. Például a nulla és hét másodperc közötti időintervallumban a test 8 méteres távolságot tett meg. Ekkor a test elmozdulása nulla.
Ha hibát észlel a szövegben, jelölje ki, és nyomja meg a Ctrl+Enter billentyűkombinációt
95. Mondjon példákat az egyenletes mozgásra!
Nagyon ritka például a Föld mozgása a Nap körül.
96. Mondjon példákat egyenetlen mozgásra!
Az autó, repülőgép mozgása.
97. Egy fiú szánon csúszik le a hegyről. Egységesnek tekinthető ez a mozgás?
Nem.
98. Egy mozgó személyvonat kocsijában ülve és egy közeledő tehervonat mozgását figyelve úgy tűnik számunkra, hogy a tehervonat sokkal gyorsabban halad, mint a mi személyvonatunk az ülés előtt. Miért történik ez?
A személyvonathoz viszonyítva a tehervonat a személy- és tehervonatok teljes sebességével mozog.
99. A mozgó gépkocsi vezetője mozgásban van vagy nyugalomban van az alábbiakhoz képest:
a) utak
b) autóülések;
c) benzinkutak;
d) a nap;
e) fák az út mentén?
Mozgásban: a, c, d, e
Nyugalmi állapotban: b
100. Mozgó vonat kocsijában ülve az ablakban egy kocsit nézünk, amely előre megy, majd úgy tűnik, hogy áll, végül visszafelé halad. Hogyan magyarázhatjuk meg, amit látunk?
Kezdetben az autó sebessége nagyobb, mint a vonat sebessége. Ekkor a kocsi sebessége egyenlő lesz a vonat sebességével. Ezt követően a kocsi sebessége csökken a vonat sebességéhez képest.
101. A gép "holt hurkot" hajt végre. Milyen mozgási pályát látnak a megfigyelők a földről?
gyűrű pályája.
102. Mondjon példákat a testek földhöz képest ívelt pályákon való mozgására!
A bolygók mozgása a Nap körül; a csónak mozgása a folyón; A madár repülése.
103. Mondjon példákat olyan testek mozgására, amelyeknek a földhöz viszonyított pályája egyenes vonalú!
mozgó vonat; egyenesen sétáló személy.
104. Milyen mozgástípusokat figyelünk meg írás közben golyóstoll? Kréta?
Egyenlő és egyenetlen.
105. A kerékpár egyenes vonalú mozgása során mely részei írnak le egyenes vonalú pályákat a talajhoz képest, és melyek görbe vonalúak?
Egyenes: kormány, nyereg, keret.
Görbe vonalú: pedálok, kerekek.
106. Miért mondják, hogy a Nap kel és nyugszik? Mi a referenciatest ebben az esetben?
A referenciatest a Föld.
107. Két autó halad az autópályán úgy, hogy a köztük lévő távolság nem változik. Jelölje meg, hogy melyik testre vonatkoztatva van nyugalomban, és mely testekhez képest mozog ebben az időszakban.
Az autók egymáshoz képest nyugalomban vannak. A járművek a környező tárgyakhoz képest mozognak.
108. Szánkók gördülnek le a hegyről; a labda legurul a ferde csúszdán; a kézből kiszabadult kő leesik. Ezek közül a testek közül melyik halad előre?
A szán halad előre a hegyről, és a kő kiszabadul a kezéből.
109. Függőleges helyzetben egy asztalra helyezett könyv (11. kép, I. pozíció) a lökéstől leesik és II. A könyv borítóján két A és B pont írta le az AA1 és BB1 pályákat. Mondhatjuk, hogy a könyv előrelépett? Miért?
Gondolod, hogy megmozdulsz vagy sem, amikor ezt a szöveget olvasod? Majdnem mindenki azonnal azt válaszolja: nem, nem mozdulok. És rossz lesz. Egyesek azt mondhatják, hogy költözök. És ők is tévednek. Mert a fizikában néhány dolog nem egészen az, aminek első pillantásra tűnik.
Például a mechanikai mozgás fogalma a fizikában mindig a vonatkoztatási ponttól (vagy testtől) függ. Tehát egy repülőgépen repülő ember az otthon maradt rokonokhoz képest mozog, de a mellette ülő baráthoz képest nyugalomban van. Tehát az unatkozó rokonok vagy a vállán alvó barát ebben az esetben referenciatestek annak meghatározásához, hogy az említett személyünk mozog-e vagy sem.
A mechanikai mozgás definíciója
A fizikában a hetedik osztályban tanult mechanikai mozgás meghatározása a következő: a test helyzetének időbeli változását a többi testhez képest mechanikai mozgásnak nevezzük. Példák a mechanikus mozgásra a mindennapi életben az autók, emberek és hajók mozgása. Üstökösök és macskák. Légbuborékok egy forrásban lévő vízforralóban és tankönyvek egy iskolás nehéz hátizsákjában. És minden alkalommal, amikor egy ilyen objektum (test) mozgásáról vagy pihenéséről szóló állítás értelmetlen lesz a hivatkozási törzs megjelölése nélkül. Ezért az életben leggyakrabban, amikor mozgásról beszélünk, a Földhöz vagy statikus objektumokhoz - házakhoz, utakhoz stb. - való mozgást értjük.
A mechanikai mozgás pályája
Lehetetlen nem is beszélni a mechanikai mozgás ilyen jellemzőjéről, mint pályáról. A pálya egy vonal, amely mentén a test mozog. Például a lábnyomok a hóban, a repülőgép lábnyoma az égen és a könny nyoma az arcán mind-mind pályák. Lehetnek egyenesek, íveltek vagy töröttek. De a pálya hossza, vagy a hosszak összege a test által megtett út. Az útvonalat s betű jelöli. És méterben, centiméterben és kilométerben, vagy hüvelykben, yardban és lábban mérik, attól függően, hogy milyen mértékegységeket fogadnak el ebben az országban.
A mechanikai mozgás típusai: egyenletes és egyenetlen mozgás
Melyek a mechanikus mozgás típusai? Például egy autóval történő utazás során a sofőr különböző sebességgel mozog a városban, és közel azonos sebességgel, amikor a városon kívüli autópályára lép. Vagyis vagy egyenetlenül, vagy egyenletesen mozog. Tehát a mozgást a megtett távolságtól függően egyenlő ideig egyenletesnek vagy egyenetlennek nevezzük.
Példák egyenletes és nem egyenletes mozgásra
A természetben nagyon kevés példa van egyenletes mozgásra. A Föld szinte egyenletesen mozog a Nap körül, esőcseppek csöpögnek, szódában buborékok bukkannak fel. A pisztolyból kilőtt golyó is csak első pillantásra mozog egyenes vonalban és egyenletesen. A levegővel szembeni súrlódástól és a Föld vonzásától a repülés fokozatosan lelassul, a röppálya csökken. Itt az űrben egy golyó nagyon egyenesen és egyenletesen tud mozogni, amíg nem ütközik valamilyen másik testtel. Egyenetlen mozgással pedig sokkal jobb a helyzet – sok példa van rá. A focilabda repülése futballmeccs közben, a zsákmányra vadászó oroszlán mozgása, a rágógumi utazása a hetedikes tanuló szájában, és egy virág fölött röpködő pillangó mind a testek egyenetlen mechanikus mozgásának példája.
Gondolod, hogy megmozdulsz vagy sem, amikor ezt a szöveget olvasod? Majdnem mindenki azonnal azt válaszolja: nem, nem mozdulok. És rossz lesz. Egyesek azt mondhatják, hogy költözök. És ők is tévednek. Mert a fizikában néhány dolog nem egészen az, aminek első pillantásra tűnik.
Például a mechanikai mozgás fogalma a fizikában mindig a vonatkoztatási ponttól (vagy testtől) függ. Tehát egy repülőgépen repülő ember az otthon maradt rokonokhoz képest mozog, de a mellette ülő baráthoz képest nyugalomban van. Tehát az unatkozó rokonok vagy a vállán alvó barát ebben az esetben referenciatestek annak meghatározásához, hogy az említett személyünk mozog-e vagy sem.
A mechanikai mozgás definíciója
A fizikában a hetedik osztályban tanult mechanikai mozgás meghatározása a következő: a test helyzetének időbeli változását a többi testhez képest mechanikai mozgásnak nevezzük. Példák a mechanikus mozgásra a mindennapi életben az autók, emberek és hajók mozgása. Üstökösök és macskák. Légbuborékok egy forrásban lévő vízforralóban és tankönyvek egy iskolás nehéz hátizsákjában. És minden alkalommal, amikor egy ilyen objektum (test) mozgásáról vagy pihenéséről szóló állítás értelmetlen lesz a hivatkozási törzs megjelölése nélkül. Ezért az életben leggyakrabban, amikor mozgásról beszélünk, a Földhöz vagy statikus objektumokhoz - házakhoz, utakhoz stb. - való mozgást értjük.
A mechanikai mozgás pályája
Lehetetlen nem is beszélni a mechanikai mozgás ilyen jellemzőjéről, mint pályáról. A pálya egy vonal, amely mentén a test mozog. Például a lábnyomok a hóban, a repülőgép lábnyoma az égen és a könny nyoma az arcán mind-mind pályák. Lehetnek egyenesek, íveltek vagy töröttek. De a pálya hossza, vagy a hosszak összege a test által megtett út. Az útvonalat s betű jelöli. És méterben, centiméterben és kilométerben, vagy hüvelykben, yardban és lábban mérik, attól függően, hogy milyen mértékegységeket fogadnak el ebben az országban.
A mechanikai mozgás típusai: egyenletes és egyenetlen mozgás
Melyek a mechanikus mozgás típusai? Például egy autóval történő utazás során a sofőr különböző sebességgel mozog a városban, és közel azonos sebességgel, amikor a városon kívüli autópályára lép. Vagyis vagy egyenetlenül, vagy egyenletesen mozog. Tehát a mozgást a megtett távolságtól függően egyenlő ideig egyenletesnek vagy egyenetlennek nevezzük.
Példák egyenletes és nem egyenletes mozgásra
A természetben nagyon kevés példa van egyenletes mozgásra. A Föld szinte egyenletesen mozog a Nap körül, esőcseppek csöpögnek, szódában buborékok bukkannak fel. A pisztolyból kilőtt golyó is csak első pillantásra mozog egyenes vonalban és egyenletesen. A levegővel szembeni súrlódástól és a Föld vonzásától a repülés fokozatosan lelassul, a röppálya csökken. Itt az űrben egy golyó nagyon egyenesen és egyenletesen tud mozogni, amíg nem ütközik valamilyen másik testtel. Egyenetlen mozgással pedig sokkal jobb a helyzet – sok példa van rá. A focilabda repülése futballmeccs közben, a zsákmányra vadászó oroszlán mozgása, a rágógumi utazása a hetedikes tanuló szájában, és egy virág fölött röpködő pillangó mind a testek egyenetlen mechanikus mozgásának példája.
