Study on uniform rectilinear motion

RyL61FbBBVpMt

Badanie ruchu jednostajnego prostoliniowego

You will learn

the method of studying uniform rectilinear motion,
to define characteristics of uniform rectilinear motion using English vocabulary.

Exercise 1

Answer the questions.

RTLHYyn3SnwMn1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

a. What quantities are used to describe the movement of the body?
b. What do we call the motion track?
c. How do we calculate the speed of the body?

R1bDBKMOYs5VL1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

a) The quantities used to describe the movement of the body are: the displacement of the body relative to the reference system, the time in which this displacement occurred and the path of this displacement.

b) The track of motion is the line along which the body's movement takes place.

c) We calculate the body speed from the formula:

s p e e d = \frac{d i s t a n c e}{t i m e o f t r a v e l}

v = \frac{s}{t}

Experiment 1

Research problem

RwAcIpt64dQRV1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

Determining the relationship between physical quantities describing the rectilinear motion of bodies moving at a constant speed.

Hypothesis

R1CxL9vKysEhl1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

In uniform rectilinear motionuniform rectilinear motionuniform rectilinear motion, the distance is directly proportional to time, and the instantaneous speed is constant.

You will need

R1duuK37xd45y1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

1. a glass tube about 1 m long and 1 cm in diameter,
2. oil, olive oil or water,
3. a ruler or paper tape (length 100 cm),
4. two plugs matched to the diameter of the glass tube,
5. stopwatch,
6. pen or pencil.

Instruction

RoiKXTsEJjIi41

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

1. Fill the glass tube with liquid.
2. Leave a small air bubble in the tube.
3. Close both ends of the tube with plugs.
4. Attach the paper tape to the wall of the glass tube or place a ruler on it.
5. Turn the tube over and observe the movement of the air bubble.
6. Mark the position of the air bubble on a tape or ruler at regular intervals.
7. Record the results in the table below.

Measurement table
s [m]
t [s]
v [m/s]

Summary

R1krJpwR4TEWy1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

The distances that the bubble travelled were the same at regular intervals.

Task 1

During 20 minutes, one car covered 20000 m and the sedond car at the same time covered 16 km. Calculate the speed of both cars. Which one was moving at a higher speed? Show results in metres per second and kilometres per hour.

R1CIVsD0acQfX1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

Make a distance vs. time graphgraphgraph for the results obtained as shown in illustration.

RlOdLKwmSAZmH1

Ilustracja przedstawia wykres zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym. Oś pozioma “time axis” opisana t, w nawiasie kwadratowym s. Oś pionowa ‘distance axis” opisana s, w nawiasie kwadratowym m. Wykres narysowany jest jako ukośny odcinek, zaczynający się w punkcie (0, 0), skierowany do góry w prawo. Zaznaczona jest siatka linią przerywaną, na której narysowany odcinek pokrywa się z jej punktami przecięcia. Opisany "measuring points connected by a straight line". — Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Task 2

Calculate the time it takes to travel 500 m at a speed of 30 kilometres per hour. Give the result in seconds, minutes and hours.

R1BY82afiG8Rf1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

Make a graph of speed vs. time for this motion as shown in illustration.

R1YC1sJ4qOXLX1

Ilustracja przedstawia wykres zależność wartości prędkości od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym. Oś pozioma “time axis” opisana t, w nawiasie kwadratowym s. Oś pionowa ‘speed axis” opisana v, w nawiasie kwadratowym m przez s. Wykres narysowany jest jako poziomy odcinek skierowany w prawo, zaczynający się od osi pionowej powyżej osi poziomej. Zaznaczona jest siatka linią przerywaną, na której narysowany odcinek pokrywa się z jedną z linii poziomych. Opis “measuring points connected by a straight line”. — Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Conclusion

R1NwHHfifBYcJ1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

In the uniform rectilinear motionuniform rectilinear motionuniform rectilinear motion, the body travels the same distances at regular time intervals.

In uniform rectilinear motion, instantaneous speed is constant. This means that the instantaneous speed in this movement is equal to the average speed. In the speed vs. time graph, we get a straight linestraight linestraight line parallel to the time axis.

Rx524Kx9chDCu

Alternative system for studying uniform motion

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Exercise 2

RCvPdjrPZl09r1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

During 15 minutes, Janek travelled 1500 m and Marek at the same time covered 2 km. Calculate the speed of both boys. Which one was moving at a higher speed. Show results in $\frac{m}{s}$ and $\frac{km}{h}$ .

Given:

t = 15 min = 15 \cdot 60 s = 900 s = \frac{1}{4} h

s_{1} = 1500 m

s_{2} = 2 k m

Unknown:

v z indeksem dolnym 1 równa się znak zapytania, v z indeksem dolnym 2 równa się znak zapytania.

v_{1} = \frac{s_{1}}{t}

v_{1} = \frac{1500 m}{900 s}

v_{1} = 1, 66 (6) \frac{m}{s}

v_{1} = 1, 67 \frac{m}{s} = 1, 67 \cdot \frac{\frac{1}{1000} k m}{\frac{1}{3600} h}

v_{1} = 6, 01 \frac{k m}{h}

v_{2} = \frac{s_{2}}{t}

v_{2} = \frac{2 k m}{\frac{1}{4} h}

v_{2} = 8 \frac{k m}{h}

v_{2} = 8 \frac{k m}{h} = \frac{8 \cdot 1000 m}{3600 s}

v_{2} = 2, 22 \frac{m}{s}

Answer:

Janek moved at a speed of 1,67 $\frac{m}{s}$ (6,01 $\frac{km}{h}$ ), and Marek 2,22 $\frac{m}{s}$ (8 $\frac{km}{h}$ ). Marek moved faster.

Exercise 3

Ri8YC4N6k1uOn1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

The car covered 180 km in 2,5 hours. What distance will the car cover when driving with the same speed for 3 hours and 20 minutes?

Given:

t_{1} = 2, 5 h

t_{2} = 3 h 20 min = 3 \frac{1}{3} h

s_{1} = 180 k m

v_{1} = v_{2} = const

Unknown:

s z indeksem dolnym 2 równa się znak zapytania.

v_{1} = \frac{s_{1}}{t_{1}}

v_{2} = \frac{s_{2}}{t_{2}}

\frac{s_{1}}{t_{1}} = \frac{s_{2}}{t_{2}}

s_{2} = \frac{s_{1} \cdot t_{2}}{t_{1}} [\frac{k m \cdot h}{h} = k m]

s_{2} = \frac{180 \cdot 3 \frac{1}{3}}{2, 5}

s_{2} = 240 k m

Answer:

The car will travel 240 km.

Exercise 4

R15SRYigAlX6r1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

nagranie abstraktu

Calculate the time it takes to travel 300 m at a speed of 20 $\frac{k m}{h}$ . Give the result in seconds, minutes and hours.

Given:

s = 300 m = 0, 3 k m

v = 20 \frac{k m}{h}

Unknown:

t równa się znak zapytania.

v = \frac{s}{t}

t = \frac{s}{v} [\frac{k m}{\frac{k m}{h}} = k m \cdot \frac{h}{k m} = h]

t = \frac{0, 3}{20}

t = 0, 015 h

t = 0, 015 \cdot 60 min

t = 0, 9 min

t = 0, 9 \cdot 60 s

t = 54 s

Answer:

The time required to cover the distance of 300 m is 54 s, (0,9 min, 0,015 h).

Summary

In order to experimentally determine the speed value, the distance and the motion time should be measured.
The speed in uniform rectilinear motionuniform rectilinear motionuniform rectilinear motion has the constant value.
The value of:
- the speed in this motion is calculated from the formula $v = \frac{s}{t}$ ,
- the distance in this motion is calculated from the formula $s = v t$ ,
- the time in this motion is calculated from the formula $t = \frac{s}{v}$ ,
where:
v - speed (e.g. $\frac{k m}{h}$ , $\frac{m}{s}$ ),
t - time (e.g. s, h),
s - distance (e.g. km, m).
The graphgraphgraph of the speed value vs. time is the horizontal line parallel to the time axis.
R1FUK4RWLHhbf
Speed vs. time graph in uniform rectilinear motion is a straight line parallel to the time axis
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Exercises

RMTOv3eu1fIfB

Exercise 5

Determine which sentences are true.

The graph of speed vs. time in uniform rectilinear motion is a straight line parallel to the time axis.
Distance in uniform rectilinear motion is constant.
Time in uniform rectilinear motion is inversely proportional to distance.
Speed in linear rectilinear motion is constant.
The straight line inclined at an angle (other than 0 degrees) to the time axis is the graph of speed vs. time in uniform rectilinear motion.

Exercise 6

The students performed the experiment and the results were collected in the table below.


s [m]	0	2	4	6
t [s]	0	0,15	0,30	0,45

Calculate the speed of the body in this motion.

What type of motion is this?

What speed will the body have after 10 seconds? Explain.

The body speed was 13,(3) $\frac{m}{s}$ .

The body was moving in uniform rectilinear motion.

After 10 seconds, the body speed will be 13,(3) $\frac{m}{s}$ , because in uniform rectilinear motion the body moves at a constant speed.

Exercise 7

Write in English what is uniform motion and suggest your own experiment how to determine the speed in this motion.

R16Uwqh9ghBEQ

Exercise 8

Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.

ruch jednostajny prostoliniowy - uniform rectilinear motion
ruch jednostajny - uniform motion
wykres - graph
linia prosta - straight line
prędkość średnia - instantaneous velocity
prędkość chwilowa - average velocity

zadanie

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

R1PIvMQCZbx2K1

Match Polish terms with their English equivalents.

instantaneous velocity
graph
uniform rectilinear motion
uniform motion
prędkość średnia
ruch jednostajny prostoliniowy
average velocity
prędkość chwilowa
ruch jednostajny
wykres

Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

average velocity

prędkość średnia

Rqot2CKlhUEVq1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: average velocity

graph

wykres

ROkdLdZ6Lmv1t1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: graph

instantaneous velocity

prędkość chwilowa

R1Ph9eJNfSjX81

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: instantaneous velocity

straight line

linia prosta

RRrCxzJbFzDwX1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: straight line

uniform motion

ruch jednostajny

R2O6G0Kz7vyJL1

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: uniform motion

uniform rectilinear motion

ruch jednostajny prostoliniowy

RxSKbv69gmj621

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Nagranie dostępne na portalu epodreczniki.pl

Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

wymowa w języku angielskim: uniform rectilinear motion

Keywords

average velocityaverage velocityaverage velocity

graphgraphgraph

instantaneous velocityinstantaneous velocityinstantaneous velocity

uniform motionuniform motionuniform motion

uniform rectilinear motionuniform rectilinear motionuniform rectilinear motion

Scenariusz

Conclusion

Summary

Exercises

Glossary

Keywords