Exemple de mișcare uniformă din viață. Mișcare mecanică
Tema: Interacțiunea corpurilor
Lecţie:Mișcare uniformă și neuniformă. Viteză
Să luăm în considerare două exemple de mișcare a două corpuri. Primul corp este o mașină care se deplasează de-a lungul unei străzi drepte pustii. Al doilea este o sanie care, accelerând, se rostogolește pe un deal înzăpezit. Traiectoria ambelor corpuri este o linie dreaptă. Din ultima lecție știi că o astfel de mișcare se numește rectilinie. Dar există o diferență între mișcările unei mașini și ale unei sănii. O mașină parcurge distanțe egale în perioade egale de timp. Iar saniile parcurg distante din ce in ce mai mari la intervale de timp egale, adica sectiuni diferite ale traseului. Primul tip de mișcare (mișcarea mașinii în exemplul nostru) se numește mișcare uniformă. Al doilea tip de mișcare (mișcarea saniei în exemplul nostru) se numește mișcare neuniformă.
Mișcarea uniformă este o mișcare în care, în orice intervale egale de timp, corpul parcurge distanțe egale.
Mișcarea neuniformă este o mișcare în care un corp trece prin diferite segmente ale unei căi la intervale de timp egale.
Observați cuvintele „orice perioade egale de timp” din prima definiție. Cert este că uneori poți selecta în mod special astfel de perioade de timp în care corpul parcurge distanțe egale, dar mișcarea nu va fi uniformă. De exemplu, sfârșitul a doua mână ceas electronicîn fiecare secundă trece pe aceleași căi. Dar aceasta nu va fi o mișcare uniformă, deoarece săgeata se mișcă spasmodic, cu opriri.
Orez. 1. Un exemplu de mișcare uniformă. În fiecare secundă această mașină parcurge 50 de metri
Orez. 2. Un exemplu de mișcare neuniformă. Pe măsură ce sania accelerează, parcurge distanțe din ce în ce mai mari în fiecare secundă.
În exemplele noastre, corpurile s-au mișcat în linie dreaptă. Dar conceptele de mișcare uniformă și neuniformă sunt în egală măsură aplicabile mișcării corpurilor de-a lungul traiectoriilor curbe.
Întâlnim destul de des conceptul de viteză. Din cursul tău de matematică, ești foarte familiarizat cu acest concept și îți este ușor să calculezi viteza unui pieton care a mers 5 kilometri în 1,5 ore. Pentru a face acest lucru, este suficient să împărțiți poteca parcursă de pieton la timpul petrecut mergând pe această potecă. Desigur, aceasta presupune că pietonul s-a deplasat uniform.
Viteza mișcării uniforme se numește mărime fizică, numeric egal cu raportul dintre traseul parcurs de corp și timpul petrecut parcurgând această cale.
Viteza este indicată de litera . Astfel, formula de calcul a vitezei este:
În Sistemul Internațional de Unități, o cale, ca orice lungime, se măsoară în metri, iar timpul în secunde. Prin urmare, viteza se măsoară în metri pe secundă.
În fizică, unitățile de măsurare a vitezei non-sistem sunt, de asemenea, foarte des folosite. De exemplu, o mașină se deplasează cu o viteză de 72 de kilometri pe oră (km/h), viteza luminii în vid este de 300.000 de kilometri pe secundă (km/s), viteza unui pieton este de 80 de metri pe minut (m /min), dar viteza unui melc este de numai 0,006 centimetri pe secundă (cm/s).
Orez. 3. Viteza poate fi măsurată în diverse unități non-sistem
Unitățile de măsură non-sistem sunt de obicei convertite în sistemul SI. Să vedem cum se face acest lucru. De exemplu, pentru a converti kilometri pe oră în metri pe secundă, trebuie să vă amintiți că 1 km = 1000 m, 1 oră = 3600 s. Apoi
O traducere similară poate fi efectuată cu orice altă unitate de măsură non-sistemică.
Se poate spune unde va fi o mașină dacă s-a deplasat cu o viteză de 72 km/h timp de, de exemplu, două ore? Se dovedește că nu. Într-adevăr, pentru a determina poziția unui corp în spațiu, este necesar să se cunoască nu numai calea parcursă de corp, ci și direcția mișcării acestuia. Mașina din exemplul nostru ar putea circula cu o viteză de 72 km/h în orice direcție.
O ieșire din situație poate fi găsită dacă atribuim vitezei nu numai o valoare numerică (72 km/h), ci și o direcție (spre nord, sud-vest, de-a lungul unei axe X date etc.).
Mărimile pentru care nu numai valoarea numerică, ci și direcția sunt importante se numesc mărimi vectoriale.
Prin urmare, viteza – cantitate vectoriala (vector).
Să ne uităm la un exemplu. Două corpuri se deplasează unul spre celălalt, unul cu o viteză de 10 m/s, celălalt cu o viteză de 30 m/s. Pentru a reprezenta această mișcare în figură, trebuie să selectăm direcția axei de coordonate de-a lungul căreia se deplasează aceste corpuri (axa X). Corpurile pot fi descrise în mod convențional, de exemplu, sub formă de pătrate. Direcțiile de viteză ale corpurilor sunt indicate cu ajutorul săgeților. Săgețile vă permit să indicați că corpurile se mișcă în direcții opuse. În plus, figura menține scara: săgeata care ilustrează viteza celui de-al doilea corp este de trei ori mai lungă decât săgeata care ilustrează viteza primului corp, deoarece valoarea numerică a vitezei celui de-al doilea corp este de trei ori mai mare.
Orez. 4. Imaginea vectorilor viteză a două corpuri
Vă rugăm să rețineți că atunci când desenăm un simbol de viteză lângă o săgeată care indică direcția acesteia, deasupra literei este plasată o săgeată mică: . Această săgeată indică faptul că vorbim despre vectorul viteză (adică sunt indicate atât valoarea numerică, cât și direcția vitezei). Nu există săgeți afișate lângă numerele 10 m/s și 30 m/s deasupra simbolurilor de viteză. Simbolul fără săgeată indică valoarea numerică a vectorului.
Deci, mișcarea mecanică poate fi uniformă și neuniformă. Caracteristica mișcării este viteza. În cazul mișcării uniforme, pentru a afla valoarea numerică a vitezei, este suficient să împărțim traseul parcurs de corp la timpul necesar pentru a parcurge această cale. În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă, dar există multe unități de viteză non-sistem. Pe lângă valoarea numerică, viteza se caracterizează și prin direcție. Adică, viteza este o mărime vectorială. Pentru a indica vectorul viteză, o săgeată mică este plasată deasupra simbolului vitezei. Pentru a indica valoarea numerică a vitezei, o astfel de săgeată nu este plasată.
Referințe
1. Peryshkin A.V. Fizică. clasa a VII-a – Ed. a XIV-a, stereotip. – M.: Dropia, 2010.
2. Peryshkin A.V. Culegere de probleme de fizică, clasele 7 – 9: ed. a V-a, stereotip. – M: Editura „Examen”, 2010.
3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Culegere de probleme de fizică pentru clasele 7 – 9 ale instituțiilor de învățământ general. – Ed. a XVII-a. – M.: Educație, 2004.
1. Colecție unică Resurse educaționale digitale ().
2. Colecție unificată de Resurse Educaționale Digitale ().
Teme pentru acasă
Lukashik V.I., Ivanova E.V. Culegere de probleme de fizică pentru clasele 7-9
95. Dați exemple de mișcare uniformă.
Are loc foarte rar, de exemplu, mișcarea Pământului în jurul Soarelui.
96. Dați exemple de mișcare neuniformă.
Mișcarea unei mașini, a unui avion.
97. Un băiat alunecă pe un munte pe o sanie. Această mișcare poate fi considerată uniformă?
Nu.
98. Stând într-o trăsură în mișcare tren de pasageriși urmărind mișcarea unui tren de marfă care se apropie, ni se pare că trenul de marfă merge mult mai repede decât mergea trenul nostru de pasageri înainte de a ne întâlni. De ce se întâmplă asta?
Trenul relativ de pasageri, trenul de marfă se deplasează cu viteza totală a trenurilor de călători și de marfă.
99. Conducătorul unui autoturism în mișcare este în mișcare sau în repaus în raport cu:
a) drumuri;
b) scaune auto;
c) benzinării;
d) Soarele;
e) copaci de-a lungul drumului?
În mișcare: a, c, d, d
În repaus: b
100. Stând în vagonul unui tren în mișcare, privim prin fereastră o mașină care merge înainte, apoi pare nemișcată și în cele din urmă se mișcă înapoi. Cum să explicăm ceea ce vedem?
Inițial, viteza vagonului este mai mare decât viteza trenului. Apoi viteza vagonului devine egală cu viteza trenului. După aceasta, viteza vagonului scade în comparație cu viteza trenului.
101. Avionul efectuează o „buclă moartă”. Ce traiectorie văd observatorii de la sol?
O potecă circulară.
102. Dați exemple de mișcare a corpurilor de-a lungul traiectoriilor curbe față de sol.
Mișcarea planetelor în jurul Soarelui; mișcarea bărcii pe râu; zbor de pasăre.
103. Dați exemple de mișcare a corpurilor care au o traiectorie rectilinie față de sol.
Trenul în mișcare; bărbat care merge drept.
104. Ce tipuri de mișcare observăm când scriem cu pixul? Cretă?
Uniformă și neuniformă.
105. Care părți ale unei biciclete, atunci când se deplasează în linie dreaptă, descriu traiectorii rectilinii în raport cu solul și care părți – cele curbe?
Linie dreaptă: ghidon, șa, cadru.
Curbilinii: pedale, roți.
106. De ce spun că Soarele răsare și apune? Care este organismul de referință în acest caz?
Corpul de referință este considerat a fi Pământul.
107. Două mașini se deplasează pe o autostradă, astfel încât o anumită distanță dintre ele să nu se modifice. Indicați în raport cu ce corpuri se află fiecare dintre ele în repaus și față de ce corpuri se mișcă în această perioadă de timp.
Mașinile sunt în repaus una față de alta. Mașinile se mișcă în raport cu obiectele din jur.
108. Sania se rostogolește pe munte; mingea se rostogolește pe un jgheab înclinat; Piatra eliberată din mâini cade. Care dintre aceste organisme avansează?
O sanie care se înainta de pe munte și o piatră eliberată din mâini.
109. O carte aşezată pe o masă în poziţie verticală (Fig. 11, poziţia I) cade dintr-o împingere şi ia poziţia II. Două puncte A și B de pe legarea cărții au descris traiectoriile AA1 și BB1. Putem spune că cartea a avansat? De ce?
Crezi că te miști sau nu când citești acest text? Aproape fiecare dintre voi va răspunde imediat: nu, nu mă mut. Și va greși. Unii ar putea spune: mișcare. Și vor greși și ei. Pentru că în fizică, unele lucruri nu sunt chiar ceea ce par la prima vedere.
De exemplu, conceptul de mișcare mecanică în fizică depinde întotdeauna de un punct de referință (sau corp). Astfel, o persoană care zboară într-un avion se mișcă în raport cu rudele rămase acasă, dar se află în repaus în raport cu prietenul care stă lângă el. Așadar, rudele plictisite sau un prieten care doarme pe umăr sunt, în acest caz, organe de referință pentru a stabili dacă persoana noastră menționată mai sus se mișcă sau nu.
Definiţia mechanical movement
În fizică, definiția mișcării mecanice studiată în clasa a șaptea este următoarea: o modificare a poziției unui corp față de alte corpuri în timp se numește mișcare mecanică. Exemple de mișcare mecanică în viața de zi cu zi includ mișcarea mașinilor, a oamenilor și a navelor. Comete și pisici. Bule de aer într-un fierbător care fierbe și manuale în rucsacul unui școlar greu. Și de fiecare dată o declarație despre mișcarea sau odihna unuia dintre aceste obiecte (corpuri) va fi lipsită de sens fără a indica corpul de referință. Prin urmare, în viață, cel mai adesea, când vorbim despre mișcare, ne referim la mișcarea față de Pământ sau la obiecte statice - case, drumuri și așa mai departe.
Calea de mișcare mecanică
De asemenea, este imposibil să nu menționăm o asemenea caracteristică a mișcării mecanice precum traiectoria. O traiectorie este o linie de-a lungul căreia se mișcă un corp. De exemplu, amprentele cizmelor pe zăpadă, urmele unui avion pe cer și urmele unei lacrimi pe obraz sunt toate traiectorii. Ele pot fi drepte, curbate sau rupte. Dar lungimea traiectoriei, sau suma lungimilor, este calea parcursă de corp. Calea este desemnată prin litera s. Și se măsoară în metri, centimetri și kilometri, sau în inci, yarzi și picioare, în funcție de ce unități de măsură sunt acceptate în această țară.
Tipuri de mișcare mecanică: mișcare uniformă și neuniformă
Care sunt tipurile de mișcare mecanică? De exemplu, în timpul călătoriei cu mașina, șoferul se deplasează cu la viteze diferite când conduceți prin oraș și aproape cu aceeași viteză când conduceți pe autostradă în afara orașului. Adică se mișcă fie inegal, fie uniform. Deci mișcarea, în funcție de distanța parcursă în perioade egale de timp, se numește uniformă sau neuniformă.
Exemple de mișcare uniformă și neuniformă
Există foarte puține exemple de mișcare uniformă în natură. Pământul se mișcă aproape uniform în jurul Soarelui, picăturile de ploaie picură, bulele plutesc în sifon. Chiar și un glonț tras dintr-un pistol se mișcă drept și uniform doar la prima vedere. Datorită frecării cu aerul și gravitației Pământului, zborul său devine treptat mai lent și traiectoria sa scade. În spațiu, un glonț se poate mișca cu adevărat drept și uniform până când se ciocnește de alt corp. Dar cu o mișcare inegală situația este mult mai bună - există multe exemple. Zborul unei mingi în timpul unui joc de fotbal, mișcarea unei prăzi de vânătoare de leu, călătoria gumei de mestecat în gura unui elev de clasa a șaptea și un fluture fluturând peste o floare sunt toate exemple de mișcare mecanică inegală a corpului.
Mișcarea uniformă este mișcarea de-a lungul unei linii drepte cu o viteză constantă (atât ca mărime, cât și ca direcție). Cu mișcare uniformă, căile pe care corpul le parcurge în perioade egale de timp sunt de asemenea egale.
Pentru o descriere cinematică a mișcării, plasăm axa OX de-a lungul direcției de mișcare. Pentru a determina deplasarea unui corp în timpul mișcării rectilinie uniforme, este suficientă o coordonată X. Proiectările deplasării și vitezei pe axa de coordonate pot fi considerate mărimi algebrice.
Fie în momentul de timp t 1 corpul să fie într-un punct cu coordonata x 1 , iar în momentul de timp t 2 - într-un punct cu coordonata x 2 . Apoi proiecția mișcării punctului pe axa OX va fi scrisă sub forma:
∆ s = x 2 - x 1.
În funcție de direcția axei și de direcția de mișcare a corpului, această valoare poate fi fie pozitivă, fie negativă. Cu mișcare rectilinie și uniformă, modulul de mișcare al corpului coincide cu distanța parcursă. Viteza mișcării rectilinie uniforme este determinată de formula:
v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1
Dacă v > 0, corpul se mișcă de-a lungul axei OX în direcția pozitivă. În caz contrar - în negativ.
Legea mișcării unui corp în timpul mișcării rectilinie uniforme este descrisă de o ecuație algebrică liniară.
Ecuația mișcării corpului pentru o mișcare rectilinie uniformă
x (t) = x 0 + v t
v = c o n s t ; x 0 - coordonata corpului (punctului) la momentul t = 0.
Un exemplu de grafic al mișcării uniforme este prezentat în figura de mai jos.
Iată două grafice care descriu mișcarea corpurilor 1 și 2. După cum putem vedea, corpul 1 la momentul t = 0 era în punctul x = - 3.
Corpul s-a mutat din punctul x 1 în punctul x 2 în două secunde. Mișcarea corpului era de trei metri.
∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s
∆ s = 6 - 3 = 3 m.
Știind acest lucru, puteți găsi viteza corpului.
v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2
Există o altă modalitate de a determina viteza: din grafic poate fi găsită ca raportul laturilor BC și AC ale triunghiului ABC.
v = ∆ s ∆ t = B C A C .
Mai mult, cu cât este mai mare unghiul pe care graficul îl formează cu axa timpului, cu atât viteza este mai mare. De asemenea, se spune că viteza este egală cu tangentei unghiului α.
Calculele sunt efectuate în mod similar pentru al doilea caz de mișcare. Să luăm acum în considerare un nou grafic care ilustrează mișcarea folosind segmente de linie. Acesta este așa-numitul grafic liniar pe bucăți.
Mișcarea descrisă pe ea este inegală. Viteza corpului se modifică instantaneu la punctele de rupere ale graficului și fiecare segment al drumului către un nou punct de rupere corpul se mișcă uniform cu o nouă viteză.
Din grafic vedem că viteza s-a schimbat la momente t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Valorile vitezei sunt, de asemenea, ușor de găsit din grafic.
Rețineți că calea și deplasarea nu sunt aceleași pentru mișcarea descrisă de un grafic liniar pe bucăți. De exemplu, în intervalul de timp de la zero la șapte secunde corpul a parcurs o distanță de 8 metri. Deplasarea corpului în acest caz este zero.
Dacă observați o eroare în text, vă rugăm să o evidențiați și să apăsați Ctrl+Enter
Crezi că te miști sau nu când citești acest text? Aproape fiecare dintre voi va răspunde imediat: nu, nu mă mut. Și va greși. Unii ar putea spune: mișcare. Și vor greși și ei. Pentru că în fizică, unele lucruri nu sunt chiar ceea ce par la prima vedere.
De exemplu, conceptul de mișcare mecanică în fizică depinde întotdeauna de un punct de referință (sau corp). Astfel, o persoană care zboară într-un avion se mișcă în raport cu rudele rămase acasă, dar se află în repaus în raport cu prietenul care stă lângă el. Așadar, rudele plictisite sau un prieten care doarme pe umăr sunt, în acest caz, organe de referință pentru a stabili dacă persoana noastră menționată mai sus se mișcă sau nu.
Definiţia mechanical movement
În fizică, definiția mișcării mecanice studiată în clasa a șaptea este următoarea: modificarea pozitiei unui corp fata de alte corpuri in timp se numeste miscare mecanica. Exemple de mișcare mecanică în viața de zi cu zi includ mișcarea mașinilor, a oamenilor și a navelor. Comete și pisici. Bule de aer într-un fierbător care fierbe și manuale în rucsacul unui școlar greu. Și de fiecare dată o declarație despre mișcarea sau odihna unuia dintre aceste obiecte (corpuri) va fi lipsită de sens fără a indica corpul de referință. Prin urmare, în viață, cel mai adesea, când vorbim despre mișcare, ne referim la mișcarea față de Pământ sau la obiecte statice - case, drumuri și așa mai departe.
Calea de mișcare mecanică
De asemenea, este imposibil să nu menționăm o asemenea caracteristică a mișcării mecanice precum traiectoria. O traiectorie este o linie de-a lungul căreia se mișcă un corp. De exemplu, amprentele de cizme pe zăpadă, urmele unui avion pe cer și urmele unei lacrimi pe obraz sunt toate traiectorii. Ele pot fi drepte, curbate sau rupte. Dar lungimea traiectoriei, sau suma lungimilor, este calea parcursă de corp. Calea este desemnată prin litera s. Și se măsoară în metri, centimetri și kilometri, sau în inci, yarzi și picioare, în funcție de ce unități de măsură sunt acceptate în această țară.
Tipuri de mișcare mecanică: mișcare uniformă și neuniformă
Care sunt tipurile de mișcare mecanică? De exemplu, atunci când conduce o mașină, șoferul se deplasează cu viteze diferite atunci când circulă în jurul orașului și aproape cu aceeași viteză când conduce pe autostradă în afara orașului. Adică se mișcă fie inegal, fie uniform. Deci mișcarea, în funcție de distanța parcursă în perioade egale de timp, se numește uniformă sau neuniformă.
Exemple de mișcare uniformă și neuniformă
Există foarte puține exemple de mișcare uniformă în natură. Pământul se mișcă aproape uniform în jurul Soarelui, picăturile de ploaie picură, bulele plutesc în sifon. Chiar și un glonț tras dintr-un pistol se mișcă drept și uniform doar la prima vedere. Datorită frecării cu aerul și gravitației Pământului, zborul său devine treptat mai lent și traiectoria sa scade. În spațiu, un glonț se poate mișca cu adevărat drept și uniform până când se ciocnește de alt corp. Dar cu mișcarea neuniformă situația este mult mai bună - există multe exemple. Zborul unei mingi în timpul unui joc de fotbal, mișcarea unei prăzi de vânătoare de leu, călătoria gumei de mestecat în gura unui elev de clasa a șaptea și un fluture fluturând peste o floare sunt toate exemple de mișcare mecanică inegală a corpului.