Co to znaczy, że się poruszamy?
Czy można jednocześnie stać w miejscu i się poruszać? Owszem, można. Brzmi to dziwnie, ale to, czy jesteś w ruchu, czy pozostajesz w spoczynku, zależy od punktu widzenia. Jeśli jedziesz pociągiem, przemieszczasz się, czy nie? Przecież siedzisz w wagonie zupełnie nieruchomo, a jednak krajobraz za oknem się zmienia.
jak za pomocą mapy określić odległość między dwoma punktami;
że pojazdy i ludzie poruszają się z różnymi prędkościami
.
wyjaśniać, na czym polega ruch;
definiować drogę i prędkość;
opisywać, co to jest względność ruchu, i podawać jej przykłady;
wyjaśniać, co to jest ruch jednostajny i zmienny, oraz podawać ich przykłady.
1. Co to jest ruch?
Gdy jedziemy autobusem i widzimy, jak zmienia się krajobraz za oknem, to wiemy, że się poruszamy. RuchRuch można opisać jako przemieszczanie się z miejsca na miejsce. Jeśli chcemy opowiedzieć o naszym ruchu, musimy określić, jak daleko się przemieściliśmy oraz ile czasu nam to zajęło. Odległość z jednego miejsca do drugiego nazywamy drogądrogą. Podstawową jednostką miary drogi jest metr. Na co dzień używa się też wielokrotności metra (kilometr) lub jego części (centymetr, milimetr). Taki system pomiaru odległości nazywamy metrycznym.
Drogę przebywa się w określonym czasie. Mierzy się go od momentu, w którym zaczął się ruch, do momentu, w którym się skończył.
W niektórych krajach istnieją inne niż system metryczny sposoby pomiaru odległości. Na przykład w Stanach Zjednoczonych używa się mili lądowej (jest to 1605 m), stopy (30,5 cm) i cala (2,54 cm).
Spróbuj podać swój wzrost w stopach i calach. Czy są to wygodne w użyciu jednostki miary? Uzasadnij swoje stanowisko.
2. Jak zmierzyć prędkość?
Jeśli znamy przebytą przez nas drogę i czas, w jakim ją pokonaliśmy, to możemy obliczyć prędkośćprędkość naszego ruchu. Wystarczy, że przebytą drogę podzielimy przez czas jej pokonania. Prędkość informuje nas, jaką drogę przebyło ciało w jednostce czasu.
Jednostką prędkości jest metr na sekundę (m/s). W życiu codziennym częściej jednak podajemy prędkość w kilometrach na godzinę (km/h), gdyż trudno jest precyzyjnie zmierzyć odległość, jaką przebywamy w czasie jednej sekundy.
Jeśli porównuje się prędkości różnych obiektów, np. dwóch samochodów, należy je podać w jednakowych jednostkach. Co zatem zrobić, jeśli prędkość jednego z nich jest podana w m/s, a drugiego w km/h? To bardzo proste: pamiętaj, że kilometr to 1000 m, a godzina to 3600 s. Jeśli więc jedziesz na rowerze z prędkością 18 km/h, to znaczy, że twoja prędkość wynosi:
= = 18/3,6 = 5 m/s.
Jeśli takie przeliczanie wydaje ci się zbyt skomplikowane – masz całkowitą rację. Jest na to prostszy sposób.
Jeśli chcemy zamienić prędkość z km/h na m/s, dzielimy ją przez 3,6. Jeśli zaś mamy prędkość podaną w m/s, a chcemy ją zamienić na km/h, to mnożymy ją przez 3,6.
Wyznaczanie prędkości marszu i biegu.
miarka krawiecka lub taśma miernicza,
zegarek ze stoperem,
druga osoba do pomocy.
Używając miarki lub taśmy, odmierzcie z osobą z pary drogę o długości 60 m.
Niech każdy z was pokona wyznaczony odcinek – pierwszy raz idąc z normalną dla siebie prędkością, a drugi raz biegnąc.
Kiedy jedna osoba będzie szła lub biegła, druga musi mierzyć czas.
Znając drogę i czas marszu oraz biegu, oblicz ich prędkości.
Znając drogę oraz czas jej przebycia, można obliczyć prędkość zarówno w metrach na sekundę, jak i kilometrach na godzinę.
Najszybsi ludzie potrafią biec z prędkością około 38 km/h. Znacznie szybsze są wytwory naszej techniki: najszybszy samochód świata osiągnął 431 km/h, a pociąg – 574 km/h. Najszybciej w historii poruszali się astronauci lecący na Księżyc – ich statek kosmiczny osiągnął prędkość 39 876 km/h.
3. Ruch jednostajny i zmienny
Jeśli prędkość ruchu nie ulega zmianie, to taki ruch nazywamy jednostajnymjednostajnym. W rzeczywistości występuje on rzadko. Często zmieniamy prędkość przemieszczania się. W takich sytuacjach mówimy, że występuje ruch zmienny. Może być on na przykład przyspieszonyprzyspieszony (gdy zwiększamy prędkość) lub opóźnionyopóźniony (gdy prędkość zmniejszamy).
Odpowiedz, czy chcąc obliczyć czas przejazdu samochodem między miastami, wystarczy podzielić drogę przez maksymalną dozwoloną prędkość. Uzasadnij swoje stanowisko.
4. Poruszamy się czy nie?
Odpowiedz, czy siedząc w jadącym autobusie poruszasz się, czy nie. Uzasadnij swoje zdanie.
Czasami nie jesteśmy pewni, czy poruszamy się, czy też jesteśmy w spoczynku. W szczególności doznajemy takiego odczucia, gdy siedzimy w pociągu na stacji i za oknem widzimy drugi pociąg. W takiej sytuacji zastanawiamy się, czy pociąg za oknem ruszył, czy to my ruszyliśmy. Brakuje nam układu odniesieniaukładu odniesienia, dzięki któremu moglibyśmy stwierdzić, co tak naprawdę jest w ruchu. Jest to względność ruchuwzględność ruchu.
Wyobraźmy sobie, że jedziemy windą. Winda przemieszcza się, ale my stoimy nieruchomo w jej wnętrzu. Czy w tym momencie się poruszamy, czy pozostajemy w stanie spoczynku? Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy ustalić układ odniesienia.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D14b1D3XP
Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie kobieta stoi w windzie, która porusza się do góry, a następnie w dół. Kobieta nie porusza się względem windy, ale porusza się względem ścian budynku.
Inny przykład to satelity telekomunikacyjne. Anteny satelitarne służące do odbioru sygnału ustawione są w stałym położeniu, gdyż satelita znajduje się cały czas w tym samym miejscu na niebie. Czy to oznacza, że satelita się nie porusza? Odpowiedź brzmi: To zależy.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D14b1D3XP
Film prezentuje, na czym polega względność ruchu. Na filmie satelita umieszczony w określonej pozycji nad orbicie geostacjonarnej, krąży razem z Ziemią wokół Słońca. Satelita nie porusza się względem Ziemi, ale z bardzo dużą prędkością porusza się wokół Słońca.
Teraz będziesz już umieć odpowiedzieć na pytanie, czy siedząc w pociągu, poruszasz się, czy nie. Względem peronu oczywiście poruszasz się, ale względem pociągu pozostajesz w stanie spoczynku.
Zastanów się i odpowiedz, czy osoba siedząca w autobusie może powiedzieć, że autobus jest nieruchomy, a świat przesuwa się za oknem. Uzasadnij swoje zdanie.
Podsumowanie
Ruch to przemieszczanie się dowolnego ciała względem innego ciała.
Podczas ruchu zostaje przebyta droga. Znając drogę oraz czas, w jakim została pokonana, można obliczyć prędkość ruchu.
Podaj przykłady względności ruchu. Wskaż co najmniej dwa przykłady ruchu jednostajnego oraz dwa przykłady ruchu zmiennego.
Dwa pojazdy wyruszają w tej samej chwili z jednego miejsca w inne, ale jadą różnymi drogami. W jakim przypadku możliwe jest, by pojazd jadący szybciej dotarł na miejsce później niż jadący wolniej?
Słowniczek
odległość, jaką pokonuje poruszające się ciało; mierzymy ją w metrach lub w innych, mniejszych albo większych jednostkach
stosunek drogi pokonanej przez obiekt do czasu, w jakim została ona pokonana; wyrażamy ją w metrach na sekundę
zmiana położenia ciała fizycznego względem innego, wybranego ciała
ruch, który odbywa się ze stałą prędkością
ruch, w którego czasie prędkość stopniowo maleje
ruch, w którego czasie prędkość stopniowo rośnie
zbiór ciał, względem których opisujemy ruch danego obiektu
właściwość ruchu polegająca na tym, że dane ciało może być w ruchu lub w spoczynku, w zależności od układu odniesienia
Zadania
Wskaż poprawny opis względności ruchu.
- Względność ruchu to określenie, czy dane ciało jest w ruchu czy w spoczynku, w zależności od wyboru ciała, względem którego określamy ruch.
- Jeśli dwa ciała poruszają się w tym samym kierunku i z tą samą prędkością, to względem siebie znajdują się w stanie spoczynku.
- Względność ruchu polega na tym, że prędkość ruchu zmienia się.
- Z powodu występowania zjawiska względności ruchu nie możemy wybrać dowolnego ciała, względem którego określamy ruch.
- Ze względnością ruchu mamy do czynienia, gdy zmienia się kierunek ruchu.
- Względność ruchu jest wtedy, gdy w każdej chwili możemy się zatrzymać.
Zaznacz zdania prawdziwe i fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Stojąc na przystanku, znajduję się w spoczynku względem stojącej obok latarni. | □ | □ |
| Stojąc na przystanku, znajduję się w spoczynku względem nadjeżdżającego autobusu. | □ | □ |
| Autobus znajduje się w ruchu względem samochodów jadących w przeciwną stronę. | □ | □ |
| Jadący autobus znajduje się w spoczynku względem samochodów jadących dokładnie w tym samym kierunku i z tą samą prędkością. | □ | □ |
| Pasażerowie autobusu znajdują się w spoczynku względem tych na przystanku, gdyż porusza się autobus, a nie oni. | □ | □ |
Rowerzysta porusza się ze średnią prędkością 18 km/h. Prędkość rowerzysty wynosi
- 5 m/s.
- 18 m/s.
- 10 m/s.
- 36 m/s.
Wskaż zdania prawdziwe i fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Ruch ciała lub jego spoczynek zależy od punktu odniesienia. | □ | □ |
| Względność ruchu polega na tym, że ciało może być zarówno w ruchu, jak i w spoczynku, w zależności od wyboru innego ciała, względem którego określamy ruch. | □ | □ |
| Względność ruchu polega na tym, że jego opis nie zależy od wyboru ciała, względem którego określamy ruch. | □ | □ |
| Względność ruchu nie pozwala w żadnym wypadku określić prędkości danego ciała. | □ | □ |
| Względność ruchu polega na tym, że prędkość można określić albo w kilometrach na godzinę, albo w metrach na sekundę. | □ | □ |
Wskaż, które zdania są prawdziwe, a które fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Jeśli samochód mija rozmieszczone co 100 m słupki przydrożne w kolejnych jednakowych odstępach czasu, to znaczy, że porusza się ruchem jednostajnym. | □ | □ |
| Jeśli będzie potrzebował coraz mniej czasu, aby mijać kolejne słupki, to będzie się poruszał ruchem opóźnionym. | □ | □ |
| Dzieląc odległość przez czas, w jakim została przebyta, uzyskujemy średnią prędkość, z jaką została pokonana. | □ | □ |
| Aby przeliczyć prędkość z m/s na km/h, wystarczy jej wartość podzielić przez 1000. | □ | □ |
| Są na świecie miejsca, gdzie odległości mierzy się w innych niż metr jednostkach miary. | □ | □ |