Ämne: Interaktion mellan kroppar
Lektion:Enhetliga och ojämna rörelser. Fart
Låt oss betrakta två exempel på två kroppars rörelse. Den första kroppen är en bil som rör sig längs en rak öde gata. Den andra är en släde som accelererande rullar nerför en snöig backe. Banan för båda kropparna är en rak linje. Från förra lektionen vet du att en sådan rörelse kallas rätlinjig. Men det är skillnad på rörelserna hos en bil och en släde. En bil tillryggalägger lika avstånd under lika långa tidsperioder. Och slädarna täcker allt större avstånd med lika tidsintervall, det vill säga olika delar av stigen. Den första typen av rörelse (bilrörelse i vårt exempel) kallas enhetlig rörelse. Den andra typen av rörelse (slädens rörelse i vårt exempel) kallas ojämn rörelse.
Enhetlig rörelse är en rörelse där kroppen täcker lika långa avstånd i alla lika tidsintervaller.
Ojämn rörelse är en rörelse där en kropp passerar genom olika segment av en bana med lika tidsintervall.
Lägg märke till orden "alla lika tidsperioder" i den första definitionen. Faktum är att ibland kan du speciellt välja sådana tidsperioder under vilka kroppen färdas lika långt, men rörelsen kommer inte att vara enhetlig. Till exempel slutet av den andra handen elektronisk klocka varje sekund går den genom samma vägar. Men detta kommer inte att vara en enhetlig rörelse, eftersom pilen rör sig krampaktigt, med stopp.
Ris. 1. Ett exempel på enhetlig rörelse. Varje sekund färdas den här bilen 50 meter
Ris. 2. Ett exempel på ojämn rörelse. När släden accelererar färdas den längre och längre sträckor varje sekund.
I våra exempel rörde sig kropparna i en rak linje. Men begreppen enhetlig och olikformig rörelse är lika tillämpliga på kroppars rörelse längs krökta banor.
Vi stöter på begreppet hastighet ganska ofta. Från din matematikkurs är du mycket bekant med detta koncept, och det är lätt för dig att beräkna hastigheten på en fotgängare som gick 5 kilometer på 1,5 timme. För att göra detta räcker det att dela stigen som fotgängaren färdas med den tid som går åt på denna väg. Detta förutsätter naturligtvis att fotgängaren rörde sig jämnt.
Hastigheten för likformig rörelse kallas en fysisk storhet, numeriskt lika med förhållandet mellan den väg som kroppen färdats och den tid som ägnas åt att resa denna väg.
Hastighet anges med bokstaven. Således är formeln för att beräkna hastighet:
I det internationella enhetssystemet mäts en väg, som vilken längd som helst, i meter och tid i sekunder. Därav, hastighet mäts i meter per sekund.
Inom fysiken används också mycket ofta icke-systemmätenheter för hastighet. Till exempel, en bil rör sig med en hastighet av 72 kilometer i timmen (km/h), ljusets hastighet i vakuum är 300 000 kilometer per sekund (km/s), hastigheten för en fotgängare är 80 meter per minut (m /min), men en snigels hastighet är bara 0,006 centimeter per sekund (cm/s).
Ris. 3. Hastighet kan mätas i olika icke-systemenheter
Icke-systemmätenheter omvandlas vanligtvis till SI-systemet. Låt oss titta på hur detta görs. Till exempel, för att konvertera kilometer per timme till meter per sekund, måste du komma ihåg att 1 km = 1000 m, 1 timme = 3600 s. Sedan
En liknande översättning kan utföras med vilken annan icke-systemisk måttenhet som helst.
Går det att säga var en bil kommer att stå om den rörde sig med en hastighet av 72 km/h i till exempel två timmar? Det visar sig inte. För att bestämma en kropps position i rymden är det faktiskt nödvändigt att känna till inte bara vägen som kroppen färdas utan också riktningen för dess rörelse. Bilen i vårt exempel kunde färdas med en hastighet av 72 km/h i vilken riktning som helst.
En väg ut ur situationen kan hittas om vi tilldelar hastigheten inte bara ett numeriskt värde (72 km/h), utan också en riktning (mot norr, åt sydväst, längs en given X-axel, etc.).
Storheter för vilka inte bara det numeriska värdet utan även riktningen är viktiga kallas vektorstorheter.
Därav, hastighet – vektorkvantitet (vektor).
Låt oss titta på ett exempel. Två kroppar rör sig mot varandra, en med en hastighet på 10 m/s, den andra med en hastighet av 30 m/s. För att avbilda denna rörelse i figuren måste vi välja riktningen för koordinataxeln längs vilken dessa kroppar rör sig (X-axeln). Kroppar kan avbildas konventionellt, till exempel i form av kvadrater. Kropparnas hastighetsriktningar indikeras med pilar. Pilar låter dig indikera att kroppar rör sig i motsatta riktningar. Dessutom är figuren skalad: pilen som visar hastigheten för den andra kroppen är tre gånger längre än pilen som visar hastigheten för den första kroppen, eftersom det numeriska värdet för hastigheten för den andra kroppen är tre gånger större.
Ris. 4. Bild av hastighetsvektorerna för två kroppar
Observera att när vi ritar en hastighetssymbol bredvid en pil som anger dess riktning, placeras en liten pil ovanför bokstaven: . Denna pil indikerar att vi pratar om hastighetsvektorn (dvs både det numeriska värdet och hastighetens riktning anges). Det visas inga pilar bredvid siffrorna 10 m/s och 30 m/s ovanför hastighetssymbolerna. Symbolen utan pil indikerar vektorns numeriska värde.
Så, mekanisk rörelse kan vara enhetlig och ojämn. Kännetecknande för rörelse är snabbhet. I fallet med enhetlig rörelse, för att hitta det numeriska värdet för hastigheten, är det tillräckligt att dividera den väg som kroppen färdats med den tid det tar att färdas denna väg. I SI-systemet mäts hastigheten i meter per sekund, men det finns många icke-systemenheter för hastighet. Utöver det numeriska värdet kännetecknas hastigheten också av riktning. Det vill säga hastighet är en vektorstorhet. För att indikera hastighetsvektorn placeras en liten pil ovanför hastighetssymbolen. För att indikera det numeriska värdet på hastigheten är en sådan pil inte placerad.
Bibliografi
1. Peryshkin A.V. Fysik. 7 grader – 14:e uppl., stereotyp. – M.: Bustard, 2010.
2. Peryshkin A.V. Problemsamling i fysik, årskurs 7 – 9: 5:e uppl., stereotyp. – M: Publishing House "Exam", 2010.
3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Samling av fysikproblem för årskurs 7 – 9 läroanstalter. – 17:e uppl. – M.: Utbildning, 2004.
1. Enhetlig samling av digitala utbildningsresurser ().
2. Enhetlig samling av digitala utbildningsresurser ().
Läxa
Lukashik V.I., Ivanova E.V. Samling av fysikproblem för årskurs 7 – 9
Enhetlig rörelse är rörelse längs en rak linje med en konstant (både i storlek och riktning) hastighet. Med enhetlig rörelse är de banor som kroppen färdas under lika tidsperioder också lika.
För en kinematisk beskrivning av rörelsen placerar vi OX-axeln längs rörelseriktningen. För att bestämma rörelsen av en kropp med uniform rak rörelse Det räcker med en X-koordinat. Projektioner av förskjutning och hastighet på koordinataxeln kan betraktas som algebraiska storheter.
Låt kroppen vid tidpunkten t 1 befinna sig i en punkt med koordinat x 1 , och vid tidpunkten t 2 - vid en punkt med koordinat x 2 . Sedan kommer projektionen av punktens rörelse på OX-axeln att skrivas i formen:
∆ s = x 2 - x 1.
Beroende på axelns riktning och kroppens rörelseriktning kan detta värde vara antingen positivt eller negativt. Med rätlinjig och enhetlig rörelse sammanfaller kroppens rörelsemodul med den tillryggalagda sträckan. Hastigheten för enhetlig rätlinjig rörelse bestäms av formeln:
v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1
Om v > 0 rör sig kroppen längs OX-axeln i positiv riktning. Annars - negativt.
En kropps rörelselag under enhetlig rätlinjig rörelse beskrivs av en linjär algebraisk ekvation.
Ekvation av kroppsrörelse för enhetlig rätlinjig rörelse
x (t) = x 0 + v t
v = co n s t; x 0 - koordinat för kroppen (punkt) vid tidpunkten t = 0.
Ett exempel på en graf med enhetlig rörelse visas i figuren nedan.
Här är två grafer som beskriver rörelsen för kropparna 1 och 2. Som vi kan se var kropp 1 vid tidpunkten t = 0 vid punkten x = - 3.
Kroppen rörde sig från punkt x 1 till punkt x 2 på två sekunder. Kroppens rörelse var tre meter.
∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s
∆ s = 6 - 3 = 3 m.
Genom att veta detta kan du hitta kroppens hastighet.
v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2
Det finns ett annat sätt att bestämma hastighet: från grafen kan den hittas som förhållandet mellan sidorna BC och AC i triangeln ABC.
v = ∆ s ∆ t = B C A C .
Dessutom, ju större vinkel grafen bildar med tidsaxeln, desto högre hastighet. Hastigheten sägs också vara lika med tangenten till vinkeln α.
Beräkningarna utförs på liknande sätt för det andra fallet av rörelse. Låt oss nu betrakta en ny graf som visar rörelse med hjälp av linjesegment. Detta är den så kallade bitvis linjära grafen.
Rörelsen som avbildas på den är ojämn. Hastigheten på kroppen ändras omedelbart vid brytpunkterna i grafen, och varje segment av vägen fram till ny punkt Efter en paus rör sig kroppen jämnt med en ny hastighet.
Från grafen ser vi att hastigheten ändrades vid tidpunkterna t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Hastighetsvärdena är också lätta att hitta från grafen.
Observera att väg och förskjutning inte är samma för rörelse som beskrivs av en bitvis linjär graf. Till exempel, i tidsintervallet från noll till sju sekunder reste kroppen en sträcka på 8 meter. Förskjutningen av kroppen i detta fall är noll.
Om du märker ett fel i texten, markera det och tryck på Ctrl+Enter
95. Ge exempel på enhetlig rörelse.
Det sker mycket sällan, till exempel jordens rörelse runt solen.
96. Ge exempel på ojämn rörelse.
Rörelse av en bil, flygplan.
97. En pojke glider nerför ett berg på en släde. Kan denna rörelse anses vara enhetlig?
Nej.
98. När vi sitter i vagnen på ett passagerartåg i rörelse och observerar rörelsen av ett mötande godståg, förefaller det oss som om godståget går mycket snabbare än vad vårt passagerartåg gick innan det mötte. Varför händer det här?
Relativt persontåg, godståg rör sig med den totala hastigheten för person- och godståg.
99. Föraren av en bil i rörelse är i rörelse eller vila i förhållande till:
a) vägar;
b) bilbarnstolar;
c) bensinstationer;
d) Solen;
e) träd längs vägen?
I rörelse: a, c, d, d
I vila: b
100. När vi sitter i vagnen på ett tåg i rörelse, ser vi genom fönstret en bil som går framåt, sedan verkar orörlig och slutligen rör sig bakåt. Hur förklarar vi det vi ser?
Till en början är bilens hastighet högre än tågets hastighet. Då blir bilens hastighet lika med tågets hastighet. Efter detta minskar bilens hastighet jämfört med tågets hastighet.
101. Planet utför en "död loop". Vilken bana ser observatörer på marken?
En cirkelbana.
102. Ge exempel på kroppars rörelse längs krökta banor i förhållande till marken.
Planeternas rörelse runt solen; båtrörelse på floden; Fågelflyg.
103. Ge exempel på rörelser hos kroppar som har en rätlinjig bana i förhållande till marken.
Rörligt tåg; man som går rakt.
104. Vilka typer av rörelser observerar vi när vi skriver? kulspetspenna? Krita?
Uniform och ojämn.
105. Vilka delar av en cykel beskriver, när de rör sig i en rak linje, rätlinjiga banor i förhållande till marken, och vilka delar – böjda?
Rak linje: styre, sadel, ram.
Krökt: pedaler, hjul.
106. Varför säger de att solen går upp och går ner? Vad är referensorganet i detta fall?
Referenskroppen anses vara jorden.
107. Två bilar rör sig längs en motorväg så att ett avstånd mellan dem inte ändras. Ange i förhållande till vilka kroppar var och en av dem är i vila och i förhållande till vilka kroppar de rör sig under denna tidsperiod.
Bilarna står stilla i förhållande till varandra. Bilar rör sig i förhållande till omgivande föremål.
108. Släden rullar nedför berget; bollen rullar nerför en lutande ränna; Stenen som släpps från händerna faller. Vilka av dessa organ går framåt?
En släde som rörde sig framåt från berget och en sten släppte från händerna.
109. En bok placerad på ett bord i vertikalt läge (fig. 11, position I) faller från ett tryck och tar position II. Två punkter A och B på inbindningen av boken beskrev banorna AA1 och BB1. Kan vi säga att boken gick framåt? Varför?
Tror du att du rör på dig eller inte när du läser den här texten? Nästan var och en av er kommer genast att svara: nej, jag flyttar inte. Och han kommer att ha fel. Vissa kanske säger: flytta. Och de kommer också att ha fel. För inom fysiken är vissa saker inte riktigt vad de verkar vid första anblicken.
Till exempel beror begreppet mekanisk rörelse i fysiken alltid på en referenspunkt (eller kropp). Således rör sig en person som flyger på ett flygplan i förhållande till sina släktingar som är kvar hemma, men är i vila i förhållande till sin vän som sitter bredvid honom. Så uttråkade släktingar eller en vän som sover på en axel är i det här fallet referensorgan för att avgöra om vår tidigare nämnda person rör på sig eller inte.
Definition av mekanisk rörelse
I fysik är definitionen av mekanisk rörelse som studerades i sjunde klass följande: förändringen av en kropps position i förhållande till andra kroppar över tiden kallas mekanisk rörelse. Exempel på mekaniska rörelser i vardagen är förflyttning av bilar, människor och fartyg. Kometer och katter. Luftbubblor i en kokande vattenkokare och läroböcker i en tung skolpojkes ryggsäck. Och varje gång ett uttalande om rörelsen eller vilan av ett av dessa objekt (kroppar) kommer att vara meningslöst utan att ange referenskroppen. Därför, i livet, oftast, när vi talar om rörelse, menar vi rörelse i förhållande till jorden eller statiska föremål - hus, vägar och så vidare.
Mekanisk rörelsebana
Det är också omöjligt att inte nämna en sådan egenskap hos mekanisk rörelse som bana. En bana är en linje längs vilken en kropp rör sig. Till exempel är stövelavtryck i snön, spåret av ett flygplan på himlen och spåret av en tår på en kind alla banor. De kan vara raka, böjda eller trasiga. Men längden på banan, eller summan av längderna, är den väg som kroppen färdas. Stigen är betecknad med bokstaven s. Och det mäts i meter, centimeter och kilometer, eller i tum, yards och fot, beroende på vilka måttenheter som accepteras i det här landet.
Typer av mekanisk rörelse: enhetlig och ojämn rörelse
Vilka typer av mekaniska rörelser finns det? Till exempel, när man kör bil, rör sig föraren med olika hastigheter när han kör runt i staden och med nästan samma hastighet när han kör på motorväg utanför staden. Det vill säga att den rör sig antingen ojämnt eller jämnt. Så rörelsen, beroende på avståndet som tillryggalagts under lika tidsperioder, kallas enhetlig eller ojämn.
Exempel på enhetliga och ojämna rörelser
Det finns mycket få exempel på enhetlig rörelse i naturen. Jorden rör sig nästan jämnt runt solen, regndroppar droppar, bubblor flyter i sodan. Även en kula som avfyras från en pistol rör sig rakt och jämnt bara vid första anblicken. På grund av friktionen med luften och jordens gravitation blir dess flygning gradvis långsammare och dess bana minskar. I rymden kan en kula röra sig riktigt rakt och jämnt tills den kolliderar med någon annan kropp. Men med ojämn rörelse är situationen mycket bättre - det finns många exempel. Flygandet av en boll när du spelar fotboll, rörelsen av ett lejon som jagar bytesdjur, tuggummiets färd i munnen på en sjundeklassare och en fjäril som fladdar över en blomma är alla exempel på ojämna mekaniska rörelser av kroppar.
Tror du att du rör på dig eller inte när du läser den här texten? Nästan var och en av er kommer genast att svara: nej, jag flyttar inte. Och han kommer att ha fel. Vissa kanske säger: flytta. Och de kommer också att ha fel. För inom fysiken är vissa saker inte riktigt vad de verkar vid första anblicken.
Till exempel beror begreppet mekanisk rörelse i fysiken alltid på en referenspunkt (eller kropp). Således rör sig en person som flyger på ett flygplan i förhållande till sina släktingar som är kvar hemma, men är i vila i förhållande till sin vän som sitter bredvid honom. Så uttråkade släktingar eller en vän som sover på en axel är i det här fallet referensorgan för att avgöra om vår tidigare nämnda person rör på sig eller inte.
Definition av mekanisk rörelse
I fysik är definitionen av mekanisk rörelse som studerades i sjunde klass följande: förändringen av en kropps position i förhållande till andra kroppar över tiden kallas mekanisk rörelse. Exempel på mekaniska rörelser i vardagen är förflyttning av bilar, människor och fartyg. Kometer och katter. Luftbubblor i en kokande vattenkokare och läroböcker i en tung skolpojkes ryggsäck. Och varje gång ett uttalande om rörelsen eller vilan av ett av dessa objekt (kroppar) kommer att vara meningslöst utan att ange referenskroppen. Därför, i livet, oftast, när vi talar om rörelse, menar vi rörelse i förhållande till jorden eller statiska föremål - hus, vägar och så vidare.
Mekanisk rörelsebana
Det är också omöjligt att inte nämna en sådan egenskap hos mekanisk rörelse som bana. En bana är en linje längs vilken en kropp rör sig. Till exempel är stövelavtryck i snön, spåret av ett flygplan på himlen och spåret av en tår på en kind alla banor. De kan vara raka, böjda eller trasiga. Men längden på banan, eller summan av längderna, är den väg som kroppen färdas. Stigen är betecknad med bokstaven s. Och det mäts i meter, centimeter och kilometer, eller i tum, yards och fot, beroende på vilka måttenheter som accepteras i det här landet.
Typer av mekanisk rörelse: enhetlig och ojämn rörelse
Vilka typer av mekaniska rörelser finns det? Till exempel, när man kör bil, rör sig föraren med olika hastigheter när han kör runt i staden och med nästan samma hastighet när han kör på motorväg utanför staden. Det vill säga att den rör sig antingen ojämnt eller jämnt. Så rörelsen, beroende på avståndet som tillryggalagts under lika tidsperioder, kallas enhetlig eller ojämn.
Exempel på enhetliga och ojämna rörelser
Det finns mycket få exempel på enhetlig rörelse i naturen. Jorden rör sig nästan jämnt runt solen, regndroppar droppar, bubblor flyter i sodan. Även en kula som avfyras från en pistol rör sig rakt och jämnt bara vid första anblicken. På grund av friktionen med luften och jordens gravitation blir dess flygning gradvis långsammare och dess bana minskar. I rymden kan en kula röra sig riktigt rakt och jämnt tills den kolliderar med någon annan kropp. Men med ojämn rörelse är situationen mycket bättre - det finns många exempel. En bolls flygning under en omgång fotboll, rörelsen av ett lejon som jagar byte, tuggummiets färd i munnen på en sjundeklassare och en fjäril som fladdrar över en blomma är alla exempel på ojämna mekaniska rörelser av kroppar.
