Príklad priamočiareho nerovnomerného pohybu. mechanický pohyb. Rovnomerný a nerovnomerný pohyb. Trajektória mechanického pohybu

Myslíte si, že sa hýbete alebo nie, keď čítate tento text? Takmer každý z vás hneď odpovie: nie, nesťahujem sa. A bude zle. Niekto by mohol povedať, že sa sťahujem. A tiež sa mýlia. Pretože vo fyzike niektoré veci nie sú úplne také, ako sa na prvý pohľad zdajú.

Napríklad koncept mechanický pohyb vo fyzike vzdy zalezi na vztaznom bode (alebo telese). Takže osoba letiaca v lietadle sa pohybuje vzhľadom na príbuzných, ktorí zostali doma, ale je v pokoji vzhľadom na priateľa, ktorý sedí vedľa neho. Takže nudiaci sa príbuzní alebo priateľ spí na jeho ramene je in tento prípad, referenčné orgány na určenie, či sa naša vyššie uvedená osoba pohybuje alebo nie.

Definícia mechanického pohybu

Vo fyzike je definícia mechanického pohybu študovaného v siedmom ročníku nasledovná: zmena polohy telesa voči iným telesám v čase sa nazýva mechanický pohyb. Príkladom mechanického pohybu v každodennom živote by bol pohyb áut, ľudí a lodí. Kométy a mačky. Vzduchové bubliny vo varnej kanvici a učebnice v ťažkom batohu školáka. A zakaždým, keď vyhlásenie o pohybe alebo zvyšku jedného z týchto objektov (telies) nebude mať zmysel bez uvedenia referenčného tela. Preto v živote najčastejšie, keď hovoríme o pohybe, máme na mysli pohyb vzhľadom na Zem alebo statické objekty – domy, cesty a pod.

Trajektória mechanického pohybu

Nemožno nespomenúť ani takú charakteristiku mechanického pohybu, ako je trajektória. Trajektória je čiara, po ktorej sa teleso pohybuje. Napríklad stopy v snehu, stopa lietadla na oblohe a stopa slzy na líci sú všetky trajektórie. Môžu byť rovné, zakrivené alebo zlomené. Ale dĺžka trajektórie alebo súčet dĺžok je dráha, ktorú telo prejde. Cesta je označená písmenom s. A meria sa v metroch, centimetroch a kilometroch alebo v palcoch, yardoch a stopách, v závislosti od toho, ktoré merné jednotky sú v tejto krajine akceptované.

Druhy mechanického pohybu: rovnomerný a nerovnomerný pohyb

Aké sú typy mechanického pohybu? Napríklad počas cesty autom sa vodič pohybuje rôznymi rýchlosťami pri jazde po meste a takmer rovnakou rýchlosťou pri vchádzaní na diaľnicu mimo mesta. To znamená, že sa pohybuje buď nerovnomerne alebo rovnomerne. Takže pohyb, v závislosti od vzdialenosti prejdenej za rovnaké časové obdobia, sa nazýva rovnomerný alebo nerovnomerný.

Príklady rovnomerného a nerovnomerného pohybu

Existuje len veľmi málo príkladov rovnomerného pohybu v prírode. Zem sa pohybuje okolo Slnka takmer rovnomerne, kvapky dažďa kvapkajú, v sóde vyskakujú bublinky. Aj guľka vystrelená z pištole sa pohybuje v priamom smere a rovnomerne len na prvý pohľad. Od trenia o vzduch a príťažlivosti Zeme sa jej let postupne spomaľuje a dráha klesá. Tu vo vesmíre sa guľka môže pohybovať skutočne rovno a rovnomerne, kým sa nezrazí s iným telom. A s nerovnomerným pohybom je všetko oveľa lepšie – príkladov je veľa. Let futbalovej lopty počas futbalového zápasu, pohyb leva loviaceho korisť, pohyb žuvačky v ústach siedmaka a motýľ trepotajúci sa nad kvetom, to všetko sú príklady nerovnomerného mechanického pohybu tiel.

Jednotný pohyb- pohyb po priamke s konštantnou (modulovou aj smerovou) rýchlosťou. Pri rovnomernom pohybe sú dráhy, ktoré telo prejde v rovnakých časových intervaloch, tiež rovnaké.

Pre kinematický popis pohybu umiestnime os OX pozdĺž smeru pohybu. Na určenie posunu tela s uniformou priamočiary pohyb stačí jedna súradnica X. Priemet posunu a rýchlosti na súradnicovú os môžeme považovať za algebraické veličiny.

Nech bolo teleso v čase t 1 v bode so súradnicou x 1 av čase t 2 - v bode so súradnicou x 2 . Potom sa priemet posunutia bodu na os OX zapíše ako:

∆ s \u003d x 2 - x 1.

V závislosti od smeru osi a smeru pohybu telesa môže byť táto hodnota kladná alebo záporná. Pri priamočiarom a rovnomernom pohybe sa modul posunu telesa zhoduje s prejdenou vzdialenosťou. Rýchlosť rovnomerného priamočiareho pohybu je určená vzorcom:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Ak v > 0, teleso sa pohybuje pozdĺž osi OX v kladnom smere. Inak - v negatívnom.

Zákon pohybu telesa pri rovnomernom priamočiarom pohybe popisuje lineárna algebraická rovnica.

Pohybová rovnica telesa s rovnomerným priamočiarym pohybom

x (t) \u003d x 0 + v t

v = c o n s t; x 0 - súradnica telesa (bodu) v čase t = 0.

Príklad grafu rovnomerného pohybu je na obrázku nižšie.

Tu sú dva grafy popisujúce pohyb telies 1 a 2. Ako vidíte, teleso 1 v čase t = 0 bolo v bode x = - 3 .

Z bodu x 1 do bodu x 2 sa telo pohlo za dve sekundy. Pohyb tela bol tri metre.

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

∆s = 6 - 3 = 3 m.

Keď to viete, môžete zistiť rýchlosť tela.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

Existuje ďalší spôsob, ako určiť rýchlosť: z grafu ju možno zistiť ako pomer strán BC a AC trojuholníka ABC.

v = ∆ s ∆ t = B C A C .

Navyše, čím väčší je uhol grafu s časovou osou, tým väčšia je rýchlosť. Tiež hovoria, že rýchlosť sa rovná dotyčnici uhla α.

Podobne sa vykonajú výpočty pre druhý prípad pohybu. Zvážte teraz nový graf zobrazujúci pohyb pomocou úsečiek. Toto je takzvaný po častiach čiarový graf.

Pohyb na ňom zobrazený je nerovnomerný. Rýchlosť tela sa okamžite mení v bodoch zlomu grafu a každý segment cesty k novému bodu zlomu sa telo pohybuje rovnomerne s novou rýchlosťou.

Z grafu vidíme, že rýchlosť sa menila v časoch t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Hodnoty rýchlosti sa dajú ľahko nájsť aj z grafu.

Všimnite si, že dráha a posunutie sa nezhodujú pre pohyb opísaný po častiach lineárnym grafom. Napríklad v časovom intervale od nuly do siedmich sekúnd telo prešlo dráhu rovnajúcu sa 8 metrom. Posun telesa je potom nulový.

Ak si všimnete chybu v texte, zvýraznite ju a stlačte Ctrl+Enter

Téma: Interakcia telies

lekcia:Rovnomerný a nerovnomerný pohyb. Rýchlosť

Uvažujme o dvoch príkladoch pohybu dvoch telies. Prvým telom je auto pohybujúce sa po rovnej opustenej ulici. Druhým sú sane, ktoré sa pri zrýchlení kotúľajú dolu zasneženým kopcom. Dráha oboch telies je priamka. Z poslednej lekcie viete, že takýto pohyb sa nazýva priamočiary. Ale je rozdiel v pohyboch auta a saní. Auto prejde rovnaké vzdialenosti v rovnakých časových intervaloch. A sane v rovnakých časových úsekoch prechádzajú stále viac a viac, to znamená rôzne segmenty cesty. Prvý druh pohybu (v našom príklade pohyb auta) sa nazýva rovnomerný pohyb. Druhý typ pohybu (v našom príklade pohyb saní) sa nazýva nerovnomerný pohyb.

rovnomerný pohyb je taký pohyb, pri ktorom telo prechádza rovnakými úsekmi dráhy v rovnakých časových intervaloch.

Nerovnomerný pohyb je taký pohyb, pri ktorom telo prechádza rôznymi úsekmi dráhy v rovnakých časových intervaloch.

Všimnite si slová „akékoľvek rovnaké časové intervaly“ v prvej definícii. Faktom je, že niekedy môžete špecificky vybrať také časové intervaly, počas ktorých telo prechádza rovnakými dráhami, ale pohyb nebude rovnomerný. Napríklad koniec sekundovej ručičky elektronických hodín prejde každú sekundu rovnakou dráhou. Nebude to však rovnomerný pohyb, pretože šípka sa pohybuje v skokoch.

Ryža. 1. Príklad rovnomerného pohybu. Toto auto prejde každú sekundu 50 metrov.

Ryža. 2. Príklad nerovnomerného pohybu. Pri zrýchľovaní každú sekundu prejde sane ďalšie a ďalšie segmenty cesty

V našich príkladoch sa telesá pohybovali v priamke. Ale koncepty rovnomerného a nerovnomerného pohybu sú rovnako použiteľné pre pohyb telies pozdĺž krivočiarych trajektórií.

S pojmom rýchlosť sa stretávame pomerne často. Z matematického kurzu tento pojem veľmi dobre poznáte a je pre vás jednoduché vypočítať rýchlosť chodca, ktorý prešiel 5 kilometrov za 1,5 hodiny. Na to stačí vydeliť cestu, ktorú chodec prejde, časom stráveným na prechode tejto cesty. Samozrejme to predpokladá, že chodec sa pohyboval rovnomerne.

Rýchlosť rovnomerného pohybu sa nazýva fyzikálne množstvo, číselne sa rovná pomeru dráhy prejdenej telesom k času strávenému na prejdení tejto dráhy.

Rýchlosť je označená písmenom . Vzorec na výpočet rýchlosti je teda:

V medzinárodnom systéme jednotiek sa cesta, ako každá dĺžka, meria v metroch a čas sa meria v sekundách. v dôsledku toho rýchlosť sa meria v metroch za sekundu.

Vo fyzike sa veľmi často používajú aj mimosystémové jednotky na meranie rýchlosti. Napríklad auto ide rýchlosťou 72 kilometrov za hodinu (km/h), rýchlosť svetla vo vákuu je 300 000 kilometrov za sekundu (km/s), chodec ide rýchlosťou 80 metrov za minútu (m/min) , ale rýchlosť slimáka je len 0,006 centimetra za sekundu (cm/s).

Ryža. 3. Rýchlosť možno merať v rôznych mimosystémových jednotkách

Je zvykom previesť nesystémové jednotky merania do sústavy SI. Pozrime sa, ako sa to robí. Napríklad, ak chcete previesť kilometre za hodinu na metre za sekundu, musíte si uvedomiť, že 1 km = 1 000 m, 1 hodina = 3 600 s. Potom

Podobný preklad možno vykonať s akoukoľvek inou nesystémovou jednotkou merania.

Dá sa povedať, kde bude auto, ak by sa povedzme dve hodiny pohybovalo rýchlosťou 72 km/h? Ukazuje sa, že nie. Na určenie polohy telesa v priestore je totiž potrebné poznať nielen dráhu, ktorou teleso prechádza, ale aj smer jeho pohybu. Auto v našom príklade by sa mohlo pohybovať rýchlosťou 72 km/h akýmkoľvek smerom.

Východisko zo situácie možno nájsť, ak je rýchlosti priradená nielen číselná hodnota (72 km/h), ale aj smer (sever, juhozápad, pozdĺž danej osi X atď.).

Veličiny, pre ktoré je dôležitá nielen číselná hodnota, ale aj smer, sa nazývajú vektor.

v dôsledku toho rýchlosť je vektorová veličina (vektor).

Zvážte príklad. Dve telesá sa pohybujú proti sebe, jedno rýchlosťou 10 m/s, druhé rýchlosťou 30 m/s. Aby sme tento pohyb znázornili na obrázku, musíme zvoliť smer súradnicovej osi, po ktorej sa tieto telesá pohybujú (os X). Telá môžete podmienečne zobraziť, napríklad vo forme štvorcov. Smery rýchlosti telies sú označené šípkami. Šípky vám umožňujú naznačiť, že sa telesá pohybujú v opačných smeroch. Okrem toho je na obrázku pozorovaná mierka: šípka znázorňujúca rýchlosť druhého telesa je trikrát dlhšia ako šípka znázorňujúca rýchlosť prvého telesa, pretože číselná hodnota rýchlosti druhého telesa je trikrát väčšia. podľa podmienky.

Ryža. 4. Obraz vektorov rýchlosti dvoch telies

Upozorňujeme, že keď zobrazujeme symbol rýchlosti vedľa šípky, ktorá označuje jeho smer, potom je nad písmenom umiestnená malá šípka: . Táto šípka označuje, že hovoríme o vektore rýchlosti (t.j. je uvedená číselná hodnota aj smer rýchlosti). Vedľa čísel 10 m/s a 30 m/s nie sú nad symbolmi rýchlosti zobrazené šípky. Symbol bez šípky označuje číselnú hodnotu vektora.

Mechanický pohyb teda môže byť rovnomerný a nerovnomerný. Charakteristickým znakom pohybu je rýchlosť. V prípade rovnomerného pohybu stačí na zistenie číselnej hodnoty rýchlosti vydeliť dráhu, ktorú prejde teleso, časom, za ktorý túto dráhu prejde. V systéme SI sa rýchlosť meria v metroch za sekundu, ale existuje veľa jednotiek rýchlosti mimo SI. Rýchlosť je okrem číselnej hodnoty charakterizovaná aj smerom. To znamená, že rýchlosť je vektorová veličina. Na označenie vektora rýchlosti je nad symbolom rýchlosti umiestnená malá šípka. Na označenie číselnej hodnoty rýchlosti nie je takáto šípka umiestnená.

Bibliografia

1. Peryshkin A.V. fyzika. 7 buniek - 14. vyd., stereotyp. – M.: Drop, 2010.

2. Peryshkin A.V. Zbierka úloh z fyziky 7. - 9. ročník: 5. vyd., stereotyp. - M: Vydavateľstvo "Skúška", 2010.

3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbierka úloh z fyziky pre 7. - 9. ročník vzdelávacie inštitúcie. – 17. vyd. - M .: Vzdelávanie, 2004.

1. Jedna kolekcia Digital Vzdelávacie zdroje ().

2. Jedna zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().

Domáca úloha

Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbierka úloh z fyziky pre 7. - 9. ročník

95. Uveďte príklady rovnomerného pohybu.
Veľmi zriedkavý je napríklad pohyb Zeme okolo Slnka.

96. Uveďte príklady nerovnomerného pohybu.
Pohyb auta, lietadla.

97. Chlapec sa šmýka z hory na saniach. Dá sa tento pohyb považovať za jednotný?
Nie

98. Keď sedíme vo vagóne idúceho osobného vlaku a sledujeme pohyb prichádzajúceho nákladného vlaku, zdá sa nám, že nákladný vlak ide oveľa rýchlejšie, ako išiel náš osobný vlak pred stretnutím. Prečo sa to deje?
Vo vzťahu k osobnému vlaku sa nákladný vlak pohybuje celkovou rýchlosťou osobných a nákladných vlakov.

99. Vodič idúceho auta je v pohybe alebo v pokoji vzhľadom na:
a) cesty
b) autosedačky;
c) čerpacie stanice;
d) slnko;
e) stromy pozdĺž cesty?
V pohybe: a, c, d, e
V pokoji: b

100. Sedíme vo vagóne idúceho vlaku a v okne sledujeme auto, ktoré ide dopredu, potom sa zdá, že stojí a nakoniec sa pohne späť. Ako môžeme vysvetliť, čo vidíme?
Spočiatku je rýchlosť auta vyššia ako rýchlosť vlaku. Potom sa rýchlosť auta rovná rýchlosti vlaku. Potom sa rýchlosť auta v porovnaní s rýchlosťou vlaku zníži.

101. Lietadlo vykonáva "mŕtvu slučku". Akú dráhu pohybu vidia pozorovatelia zo zeme?
trajektória prstenca.

102. Uveďte príklady pohybu telies po zakrivených dráhach vzhľadom na zem.
Pohyb planét okolo Slnka; pohyb lode po rieke; Let vtáka.

103. Uveďte príklady pohybu telies, ktoré majú voči Zemi priamu dráhu.
pohybujúci sa vlak; osoba kráčajúca rovno.

104. Aké druhy pohybu pozorujeme pri písaní guľôčkovým perom? Krieda?
Rovnaké a nerovnomerné.

105. Ktoré časti bicykla pri priamočiarom pohybe opisujú priamočiare trajektórie vzhľadom na zem a ktoré časti sú krivočiare?
Priamočiare: riadidlá, sedlo, rám.
Krivočiary: pedále, kolesá.

106. Prečo sa hovorí, že Slnko vychádza a zapadá? Čo je v tomto prípade referenčným orgánom?
Referenčným telesom je Zem.

107. Dve autá idú po diaľnici tak, aby sa medzi nimi nezmenila určitá vzdialenosť. Uveďte, vzhľadom na ktoré telesá je každé z nich v pokoji a vzhľadom na ktoré telesá sa pohybuje počas tohto časového obdobia.
Vo vzťahu k sebe sú autá v kľude. Vozidlá sa pohybujú vzhľadom na okolité objekty.

108. Sánky sa kotúľajú dolu horou; guľa sa kotúľa po šikmom žľabe; kameň uvoľnený z ruky padá. Ktoré z týchto orgánov postupujú vpred?
Sane sa pohybujú vpred z hory a kameň sa uvoľňuje z rúk.

109. Kniha položená na stole vo zvislej polohe (obr. 11, poloha I) spadne z nárazu a zaujme polohu II. Dva body A a B na obale knihy popisovali trajektórie AA1 a BB1. Dá sa povedať, že sa kniha posunula dopredu? prečo?

Napríklad pojem mechanického pohybu vo fyzike vždy závisí od referenčného bodu (alebo telesa). Takže osoba letiaca v lietadle sa pohybuje vzhľadom na príbuzných, ktorí zostali doma, ale je v pokoji vzhľadom na priateľa, ktorý sedí vedľa neho. Nudiaci sa príbuzní alebo kamarát, ktorý mu spí na ramene, sú teda v tomto prípade referenčnými orgánmi na určenie, či sa naša spomínaná osoba hýbe alebo nie.