Prędkość i jej jednostki. Odczytywanie prędkości i drogi z wykresów
Ruch jednostajny prostoliniowy
Wyznaczanie prędkości ruchu na podstawie pomiaru czasu i drogi
Wszystko dookoła nas jest w nieustannym ruchu. Z jaką prędkością mogą przemieszczać się ciała względem wybranego układu odniesienia? Jak wyznaczyć ich prędkość?
RCtTVTcNLmQR51
Fotografia przedstawia sprinterki na linii startu.
Światowe rekordzistki pokonują dystans 400 metrów w 50 sekund – odpowiada to średniej wartości prędkości wynoszącej 29 kilometrów na godzinę
Już potrafisz
odróżniać drogę od toru ruchu;
podawać znaczenie pojęć „prędkość średnia” i „prędkość chwilowa”;
obliczać wartość prędkości ciała;
wymieniać przykłady jednostek, w których wyrażamy prędkość.
Nauczysz się
wyznaczać prędkość średnią na podstawie pomiaru czasu i drogi.
Przygotuj przed lekcją:
taśmę mierniczą;
stoper lub telefon komórkowy ze stoperem.
ioymDjMsE9_d5e258
Przypomnijmy sobie, czym jest prędkość średnia. Jeżeli drogę podzielimy przez czas jej przebycia, to obliczymy wartość prędkości średniej.
Jeśli znamy przebytą drogę i czas trwania ruchu, jesteśmy w stanie wyznaczyć średnią wartość prędkości poruszającego się ciała.
Polecenie 1
Obejrzyj poniższy film i oblicz średnią wartość prędkości, z jaką poruszał się zawodnik w biegu na 60 m.
RjGkQsQPGF6581
Film przedstawia bieg demonstratora na dystansie 100 metrów na bieżni sportowej. Droga jest znana, a dystans podany w rogu ekranu. W momencie startu zawodnika widz ma za zadanie włączyć stoper i mierzyć czas biegnącego demonstratora. Stoper należy wyłączyć, gdy zawodnik osiągnie metę. Dzięki temu film umożliwia wyznaczenie prędkości biegnącego zawodnika.
Film przedstawia bieg demonstratora na dystansie 100 metrów na bieżni sportowej. Droga jest znana, a dystans podany w rogu ekranu. W momencie startu zawodnika widz ma za zadanie włączyć stoper i mierzyć czas biegnącego demonstratora. Stoper należy wyłączyć, gdy zawodnik osiągnie metę. Dzięki temu film umożliwia wyznaczenie prędkości biegnącego zawodnika.
Obliczanie średniej prędkości zawodnika na danym odcinku drogi na podstawie pomiaru czasu
Obliczanie średniej prędkości zawodnika na danym odcinku drogi na podstawie pomiaru czasu
Film przedstawia bieg demonstratora na dystansie 100 metrów na bieżni sportowej. Droga jest znana, a dystans podany w rogu ekranu. W momencie startu zawodnika widz ma za zadanie włączyć stoper i mierzyć czas biegnącego demonstratora. Stoper należy wyłączyć, gdy zawodnik osiągnie metę. Dzięki temu film umożliwia wyznaczenie prędkości biegnącego zawodnika.
Spróbujcie samodzielnie lub w grupach wyznaczyć doświadczalnie wartość prędkości, z jaką porusza się przeciętny człowiek.
ioymDjMsE9_d5e328
Doświadczenie 1
Wyznaczenie prędkości średniej poruszającego się człowieka.
Co będzie potrzebne
taśma miernicza;
zegarek, stoper lub telefon komórkowy ze stoperem;
kreda;
karta pomiaru.
Instrukcja
Zastanów się jeszcze przed dokonaniem pomiaru, jakiego wyniku możesz się spodziewać oraz ile kilometrów jesteś w stanie pokonać w ciągu 1‑godzinnej pieszej wycieczki (wartość z zakresu od 1 do 10 km/h).
Zapoznaj się z instrukcją dołączoną do doświadczenia:
RczKgNsX4ZhSA1
Dzieci na podwórku dzielone są na trzyosobowe zespoły. Kamera koncentruje się na pracy jednego trzy osobowego zespołu. Zespół odmierza 30 m odcinek. Na jego końcu i początku ustawiają się uczniowie. Uczeń który ma przejść odcinek stoi obok kolegi na linii (markerze) oznaczającym jego początek. Uczeń na drugim końcu odcinka ma stoper ( zbliżenie na stoper). Na znak dany przez ucznia na linii startu, uczeń włącza stoper a jego kolega rozpoczyna marsz. Uczeń osiąga punkt końcowy – jego kolega wyłącza stoper i zapisuje do tabelki w pozycji t_1 wynik. 8a)Wyraźnie widać wartość wpisywanego czasu (zbliżenie). Uczeń na końcu odcinka przekazuje stoper i tabelę pomiarów uczniowi znajdującemu się w punkcie startu. Na znak ręką dany przez kolegę uczeń wraca tą samą drogą jaką przybył (z powrotem) i ponownie dokonywany jest pomiar czasu. Po osiągnięciu końca odcinka kolega wyłącza stoper i zapisuje czas przejścia. Wyraźnie widać (zbliżenie kamery) wartość wpisywanego czasu. Skrócona wersja pomiaru czasu dla dwóch kolejnych osób w zespole (idący drugi uczeń i zapis jego czasu, idący trzeci uczeń i zapis jego czasu przejścia). Za każdym razem zbliżenie na wyznaczone czasy. Uczniowie kolejno pokazują i odczytują zarejestrowane czasy zapisane w tabelce pomiarów.
Dzieci na podwórku dzielone są na trzyosobowe zespoły. Kamera koncentruje się na pracy jednego trzy osobowego zespołu. Zespół odmierza 30 m odcinek. Na jego końcu i początku ustawiają się uczniowie. Uczeń który ma przejść odcinek stoi obok kolegi na linii (markerze) oznaczającym jego początek. Uczeń na drugim końcu odcinka ma stoper ( zbliżenie na stoper). Na znak dany przez ucznia na linii startu, uczeń włącza stoper a jego kolega rozpoczyna marsz. Uczeń osiąga punkt końcowy – jego kolega wyłącza stoper i zapisuje do tabelki w pozycji t_1 wynik. 8a)Wyraźnie widać wartość wpisywanego czasu (zbliżenie). Uczeń na końcu odcinka przekazuje stoper i tabelę pomiarów uczniowi znajdującemu się w punkcie startu. Na znak ręką dany przez kolegę uczeń wraca tą samą drogą jaką przybył (z powrotem) i ponownie dokonywany jest pomiar czasu. Po osiągnięciu końca odcinka kolega wyłącza stoper i zapisuje czas przejścia. Wyraźnie widać (zbliżenie kamery) wartość wpisywanego czasu. Skrócona wersja pomiaru czasu dla dwóch kolejnych osób w zespole (idący drugi uczeń i zapis jego czasu, idący trzeci uczeń i zapis jego czasu przejścia). Za każdym razem zbliżenie na wyznaczone czasy. Uczniowie kolejno pokazują i odczytują zarejestrowane czasy zapisane w tabelce pomiarów.
Dzieci na podwórku dzielone są na trzyosobowe zespoły. Kamera koncentruje się na pracy jednego trzy osobowego zespołu. Zespół odmierza 30 m odcinek. Na jego końcu i początku ustawiają się uczniowie. Uczeń który ma przejść odcinek stoi obok kolegi na linii (markerze) oznaczającym jego początek. Uczeń na drugim końcu odcinka ma stoper ( zbliżenie na stoper). Na znak dany przez ucznia na linii startu, uczeń włącza stoper a jego kolega rozpoczyna marsz. Uczeń osiąga punkt końcowy – jego kolega wyłącza stoper i zapisuje do tabelki w pozycji t_1 wynik. 8a)Wyraźnie widać wartość wpisywanego czasu (zbliżenie). Uczeń na końcu odcinka przekazuje stoper i tabelę pomiarów uczniowi znajdującemu się w punkcie startu. Na znak ręką dany przez kolegę uczeń wraca tą samą drogą jaką przybył (z powrotem) i ponownie dokonywany jest pomiar czasu. Po osiągnięciu końca odcinka kolega wyłącza stoper i zapisuje czas przejścia. Wyraźnie widać (zbliżenie kamery) wartość wpisywanego czasu. Skrócona wersja pomiaru czasu dla dwóch kolejnych osób w zespole (idący drugi uczeń i zapis jego czasu, idący trzeci uczeń i zapis jego czasu przejścia). Za każdym razem zbliżenie na wyznaczone czasy. Uczniowie kolejno pokazują i odczytują zarejestrowane czasy zapisane w tabelce pomiarów.
Wykonaj odpowiednie obliczenia.
Porównaj otrzymany wynik z wynikiem przewidywanym (w kilometrach na godzinę) oraz z wynikami uzyskanymi przez koleżanki i kolegów.
Podsumowanie
Człowiek w terenie płaskim porusza się ze średnią prędkością wynoszącą około 5 km/h. Jeśli uzyskany przez ciebie wynik jest bliski tej wartości, to znaczy, że jesteś dobrym piechurem i żadna wycieczka szkolna nie jest dla ciebie przeszkodą.
RnRXvvcQ1WCK81
Załącznik z dokumentem do pobrania.
Załącznik z dokumentem do pobrania.
ioymDjMsE9_d5e418
Podsumowanie
Jeśli chcemy obliczyć średnią wartość prędkości, musimy znać przebytą drogę i czas potrzebny do jej pokonania. Korzystamy wtedy ze wzoru:
Średnia prędkość poruszającego się człowieka w trenie płaskim wynosi około , tj. w przybliżeniu .
Ciekawostka
Prędkościomierz (szybkościomierz) jest urządzeniem służącym do pomiaru prędkości chwilowej w pojazdach kołowych. Prędkościomierze mogą być: mechaniczne, elektryczne, elektroniczne i oparte na systemach GPS. Prędkościomierze (z wyjątkiem tych działających na podstawie systemów GPS) zliczają iczbę obrotów wykonywanych przez koła poruszającego się pojazdu, dzięki czemu obliczana jest przebyta droga (istotna jest średnica kół – jeżeli ją zmienimy, to licznik będzie pokazywał błędne wartości).
R1FGH0eJHBGrs1
Zdjęcie przedstawia tarczę prędkościomierza w samochodzie. Tło i tarcza czarne. Tarcza okrągła. Liczby i litery podświetlane. Skala od 0 do 220, co 20, również podświetlana. U góry tarczy, po środku widać litery „km/h”. Czerwona wskazówka spoczywa na liczbie 0. Na samym dole cyfrowy wyświetlacz Na nim liczby 12 1662 oraz 268,1.
Prędkościomierz w samochodzie
Praca domowa
Polecenie 2.1
Podczas wycieczki rowerowej zmierz czas, w którym udało ci się przejechać odpowiednio długi odcinek drogi bez postojów (nie mniej niż kilka kilometrów). Po powrocie do domu sprawdź na mapie (np. w internecie) długość przebytej drogi i na tej podstawie oblicz wartość średniej prędkości, z jaką się poruszałeś.
