Головна » Файли » Предмети » фізика

ПОНЯТТЯ РУХУ та ШВИДКОСТІ.
13.11.2019, 01:54
загрузка...

1. ПОНЯТТЯ РУХУ та ШВИДКОСТІ.

У Всесвіті усе може перебувати у спокої чи рухатися. Рух – це зміна положення у часі відносно чогось. Як швидко відбувається ця зміна показує швидкість.

Наприклад, я щоденно можу на собі відчувати як усе відбувається. Коли спішу, починаю йти швидше, щоб виграти у часі та не спізнюватись. Після уроків, звичайно, моя хода стає повільнішою.

Коли б я захотіла визначити свою швидкість, треба звернутися до фізики. Механіка – розділ фізики, котра вивчає механічний рух (зміна положення тіла з часом відносно інших тіл), що оточує мене.

2. ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА ШВИДКОСТІ РУХУ та ОДИНИЦІ ІІ ВИМІРЮВАННЯ.

Як знаємо, швидкість – це фізична величина, що показує, який шлях проходить тіло за одиницю часу. Причому вона має не тільки числове значення, а й напрям.

Одиницею швидкості в Міжнародній системі одиниць (коротко СІ) є один метр за секунду (1 м/с). 1 м/с – це швидкість руху тіла, під час якого воно за 1с проходить шлях 1м.

Застосовують ще й такі одиниці швидкості руху тіла:

1 м/с - 0,001 км/с; 1 км/с - 1000 м/с; 1 км/год - 1000 м/3600 с - 0,28 м/с; 1 м/с - 3,6 км/год.

Розрізняють швидкість рівномірного та нерівномірного руху:

• при рівномірному русі швидкість руху тіла є величиною однаковою, тобто не змінюється від точки до точки;

• при нерівномірному русі за будь-які однакові проміжки часу тіло проходить неоднаковий шлях. Саме при такому русі визначають середню швидкість, яка характеризує нерівномірний рух і чисельно дорівнює відношенню всього шляху до часу, за який цей шлях пройдено.

3. ШВИДКІСТЬ ТВАРИН.

А тепер озирнемось довкола. Багато тварин оточують нас.

Гепард - найшвидша наземна тварина на планеті. Його кігті на ногах забезпечують необхідне зчеплення із землею. За 2 секунди він розганяється до 75 км/год. Швидкість складає 110-115 км/год. Звичайно, такий біг на короткі дистанції вимагає напруження всіх сил, тому після бігу їм завжди необхідно до півгодини, щоб відпочити.

 

Серед птахів найшвидше летить сапсан. Цей хижий птах розміром з сіру ворону, здатен розвинути швидкість понад 320 км/год!

 

Згідно даних журналу Natural History наведемо приклади швидкостей, яку вимірювали на відстані 500 метрів для деяких тварин. Антилопа Гну розвинула швидкість до 80 км/год; лев – 80 км/год; американський верховий кінь – 76 км/год; сіра лисиця – 67 км/год;зебра, страус – 64 км/год; кролик – 56 км/год; жирафа, північний олень – 51 км/год; кіт, кенгуру – 48 км/год; слон – 40 км/год; білка – 19 км/год; свиня – 18 км/год; курка – 15 кг/год; миша – 13 км/год. Найповільнішими тваринами планети вважаються гігантська черепаха (0,28 км/год), лінивець (0,25 км/год).

Рекордсменом повільності став равлик (0,05 км/год)!

 

 

4. ШВИДКІСТЬ МАШИН (на прикладі транспортних засобів).

Розвиток техніки у сучасному розумінні пов'язаний з появою машин та механізацією виробничих процесів, який почався у ХІІІ столітті. З одної сторони, станки стали на допомогу людям, повторюючи одноманітні рухи; преси замінили силу багатьох людей;транспорт дозволив долати великі відстані за коротший час. З другої, саме знання фізики відбилися у цих досягненнях людства.

Людина створила багато різних машин. Зупинимося тільки на транспортних засобах, що доставляють людей та вантаж морським, наземним та повітряним сполученням.

Прикладом машини є звичайний велосипед. На ньому велосипедист може їхати зі швидкістю 12км/год, що у три рази більша, ніж коли він пішохід. Механізми (колеса, ланцюг) забезпечують його рух.

Автомобілі розвивають швидкість більшу від 60 км/год.

Швидкість модерних поїздів поза 100 км/год.

 

Сучасні літаки можуть летіти зі швидкістю понад 900 км/год.

 

Рекорд швидкості космічного апарата 240 тисяч км/год був встановлений американсько-німецьким сонячним зондом «Геліос» в 1976 році, який служить для транспортування дослідної техніки.

5. ШВИДКІСТЬ МЕХАНІЗМІВ.

Механізмів теж є безліч. Розглянемо тільки деякі з них. Крутячи колесо, ми можемо з криниці набрати води, привести в дію ручну швейну машинку, зрушити з місця велосипед.

 

Ударом клину розколюють горіх. Звичайну викрутку приводять в рух, щоб закрутити шуруп. Весло допомагає плисти човну, блок - підняти вантаж. Звичними ножицями зручно різати. Щипцям для горіхів та давильниці часнику теж треба надати швидкість, щоб стиснути дві частини. Хвилинна стрілка годинника рухається зі швидкістю, щоб вказати всім час. Також сиплеться пісок в пісочному годиннику.

 

Прес, що постійно рівномірно рухається, обрізає шоколад або печиво на кондитерській фабриці, папір на паперовій фабриці. Обертальний рух центрифуги готує космонавтів до польоту. Цей список можна ще довго продовжувати.

Таким чином, можна підсумувати, що більшість механізмів спочатку треба привести в рух. Вони набувають швидкості, щоб виконати свої функції.

6. ПОРІВНЯННЯ ШВИДКОСТЕЙ.

Після детального ознайомлення про поняття швидкості, машини і механізми, швидкість тварин, машин та механізмів можна зробити такий висновок.

На мій погляд, порівняти швидкості тварин або машин і механізмів можна за такими властивостями.

• Як бачимо, швидкість буває різною. Проте, серед тварин жодна не може досягнути рівня деяких машин чи механізмів. Навіть хижий сапсан ніколи не пережене у польоті, наприклад, такий складний космічний апарат.

• Багатьом механізмам притаманна швидкість рівномірного руху. Вони відтворюють однакові монотонні процеси (нарізка чогось на фабриках та заводах, рух поршня двигуна, стрілки годинника тощо). Цього не можна сказати про тварин. Навіть, звичайнісінька кішка ніколи не зможе рухатись завжди рівномірно.

Таким чином, моє дослідження показало, що, на відміну від швидкості в техніці, переміщення тварин можна описати значним обмеженням швидкості нерівномірного руху.

1.СЕРЕДНЯ ШВИДКІСТЬ ТА ЇЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Ми говорили вже, що рівноміріний рух зустрічається в природі та житті людини рідко. Спостеріагаючи за рухом транспорту, можна помітити, що на на початку руху вони збільшують свою швидкість, а перед зупинкою - зменшують. Рівномірно і прямолінійно рухаються тіла лише на окремих невеликих ділянках траєкторії.Таким чином, за однакові проміжки часу тіло проходить різні шляхи.

 

Такий рух, при якому швидкість змінюється за значенням і напрямком, називаютьнерівномірним рухом. Нерівномірний рух характеризують фізичними величинами:

середня швидкість на певній ділянці траєкторії

миттєва швидкість в даний момент часу

В описі руху не завжди потрібно знати зміни швидкості, тому ними нехтують, а враховують лише пройдений шлях і час, потрібний для подолання цього шляху. В таких випадках розраховують середню швидкість.

Середню швидкість не можна розглядати як середнє арифметичне значень швидкостей, адже тіло може рухатися різні проміжки часу з різними швидкостями. Тому, обчислюючи середню швидкість потрібно спочатку знайти весь пройдений шлях і весь час руху, а потім відношення цих величин.

 

 

Середньою швидкістю на певній ділянці траєкторії називають фізичну величину, яка характеризує нерівномірний рух і чисельно дорівнює відношенню всього шляху до часу, за який цей шлях пройдено.

 

Середня швидкість показує, з якою швидкістю має рухатися тіло рівномірно, щоб даний шлях подолати за такий самий час, як і під час нерівномірного руху.

Під час руху автомобіля його швидкість може змінюватися з часом. Тоді мають на увазі миттєву швидкість - швидкість у певний момент часу. Саме цю швидкість вимірює спідометр автомобіля. Миттєву швидкість можна розглядати як його середню швидкість за дуже малий проміжок часу, що включає цей момент.


2. ГРАФІКИ ШВИДКОСТІ ТА РУХУ ПРИ НЕРІВНОМІРНОМУ РУСІ.

Дуже зручно описувати нерівномірний рух за допомогою графіку залежності шляху від часу. Наприклад, за нахилом різних частин графіка, можна оцінювати зміну швидкості. Чим крутіший графік, тим більше значення швидкості.

З графіку залежності шляху від часу можна дізнатися:

скільки часу рухалося тіло;

який шлях подолало;

значення швидкостей на окремих ділянках руху

Задача

Охарактеризувати рух потяга за поданим графіком руху: - скільки часу рухася потяг; -яку швидкість мав на різних ділянках шляху; - яка середня швидкість на всьому шляху; - намалювати графік швидкості потягу

 

Розв'язок

Як бачимо з графіку, рух потяга можна розбити на 3 ділянки. На першій ділянці потяг рівномірно рухався 2 години, подолавши 100 км. Отже, за формулою швидкості визначимо швидкість на цій ділянці.

 

 

 

На другій ділянці (з t1=2 год до t2=2,5 год) графік - пряма, паралельна осі часу. Отже, потяг 0,5 год не рухався , його швидкість дорівнювала 0.

На третій ділянці (з t1=2,5 год до t2=3,5 год) графік - похила пряма. Отже, потяг знову рухався рівномірно 1 год зі швидкістю:

Визначимо середню швидкість потяга за весь час:

Категорія: фізика | Додав: | Теги: фізика, середня швидкість, швидкість
Переглядів: 42 | Завантажень: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
avatar