Często nad głowami widzimy przelatujący po niebie samolot, który pozostawia za sobą smugę – prostą długą linię. Czy wiesz, jak można opisać ten ruch? Jeżeli chcesz poznać odpowiedź na to pytanie, czytaj dalej.
RKzeMYM1p42ac
Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia
Przed przystąpieniem do zapoznania się z tematem, należy znać poniższe zagadnienia
na czym polega względność ruchu;
jak odróżniać drogę od toru ruchu;
jakie wielkości fizyczne związane są z ruchem i jakie są ich jednostki w układzie SI.
Nauczysz się
podawać definicję ruchu jednostajnego prostoliniowego;
przytaczać przykłady ruchu jednostajnego prostoliniowego zaczerpnięte z życia codziennego.
Stała prędkość – co to znaczy?
Spróbuj określić reguły rządzące ruchem ciała, które porusza się po linii prostej i ma stałą prędkość. W tym celu przeprowadź doświadczenie.
Doświadczenie 1
Określenie zależności między wielkościami fizycznymi opisującymi ruch prostoliniowy ciał poruszających się ze stałą prędkością.
Co będzie potrzebne
szklana rurka o długości ok. i średnicy ;
gliceryna (może być woda);
linijka lub papierowa taśma (o długości );
dwa korki dopasowane do średnicy szklanej rurki;
stoper.
Instrukcja
Szklaną rurkę napełnij cieczą.
Pozostaw w rurce niewielki pęcherzyk powietrza.
Zamknij oba końce rurki korkami.
Przyklej papierową taśmę do ścianki szklanej rurki lub przyłóż do niej linijkę.
Odwróć rurkę i obserwuj ruch pęcherzyka powietrza.
Na taśmie lub linijce w równych odstępach czasu zaznaczaj położenia pęcherzyka powietrza.
Podsumowanie
Odcinki drogi, które przebywał pęcherzyk w równych odstępach czasu, były takie same.
Wykonano doświadczenie.
Doświadczenie 1
Określenie zależności między wielkościami fizycznymi opisującymi ruch prostoliniowy ciał poruszających się ze stałą prędkością.
Co będzie potrzebne
szklana rurka o długości ok. i średnicy ;
gliceryna (może być woda);
linijka lub papierowa taśma (o długości );
dwa korki dopasowane do średnicy szklanej rurki;
stoper.
Instrukcja
Szklaną rurkę napełniono cieczą.
Pozostawiono w rurce niewielki pęcherzyk powietrza.
Zamknięto oba końce rurki korkami.
Przyklejono papierową taśmę do ścianki szklanej rurki (można zamiast tego przyłożyć do niej linijkę).
Odwrócono rurkę i obserwowano ruch pęcherzyka powietrza.
Na taśmie lub linijce w równych odstępach czasu zaznaczano położenia pęcherzyka powietrza.
Podsumowanie
Odcinki drogi, które przebywał pęcherzyk w równych odstępach czasu, były takie same.
Zapamiętaj!
W ruchu po linii prostej ciało poruszające się ze stałą prędkością przebywa jednakowe odcinki drogi w równych odstępach czasu. Ruchy ze względu na prędkość, z którą poruszają się ciała, dzielimy na jednostajne i zmienne.
ruch jednostajny prostoliniowy
ruch jednostajny prostoliniowy
ruch, którego torem jest linia prosta; a wartość prędkości ciała nie ulega zmianie.
Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, prędkość średnia tego ciała równa jest prędkości chwilowej w każdym momencie ruchu.
Prędkość jest wielkością wektorową. Każdy wektor ma: kierunek, zwrot oraz długość (wartość). Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym, to każde odstępstwo od toru prostoliniowego spowoduje zmianę kierunku wektora prędkości. Powstały wektor nie jest więc tym samym wektorem co dotychczasowy, mimo że wartość (długość) obu wektorów nie uległa zmianie. Ruch jednostajny prostoliniowy możemy opisać najprościej za pomocą zapisu wektorowego:
Taki zapis oznacza, że prędkość zachowuje stałe: wartość, kierunek i zwrot.
Ćwiczenie 1
Czy kręcąc się na karuzeli ze stałą prędkością, poruszasz się ruchem jednostajnym prostoliniowym? Odpowiedź zapisz w polu poniżej.
RrMyTiKY3ui6x
Jaki kształt ma tor twojego ruchu?
Czy kierunek i zwrot wektora prędkości są zawsze takie same?
Nie poruszamy się ruchem prostoliniowym ze względu na to, iż torem naszego ruchu jest okrąg, a kierunek i zwrot wektora prędkości są zmienne. Można to zauważyć na dołączonym rysunku poniżej.
RN4J5TyYdA4MJ
Ciekawostka
Jeżeli torem ruchu jest okrąg, to kierunek i zwrot prędkości się zmieniają. Jeżeli jednak wartość prędkości jest stała, to taki ruch nazywać będziemy ruchem jednostajnym po okręgu.
Zauważ, że w ruchu jednostajnym prostoliniowym wartości prędkości średniej i chwilowej są sobie równe.
Zapamiętaj!
Prędkość ciała w ruchu jednostajnym jest równa stosunkowi przebytej drogi do czasu. Prędkość informuje o tym, jaką drogę przebyło ciało w danej jednostce czasu. Prędkość obliczamy za pomocą wzoru:
gdzie: – wartość prędkości ciała; – całkowita droga przebyta przez ciało w czasie ; – czas ruchu ciała.
Ćwiczenie 2
RhHovsU3xWw4d
Rgdkiup9ER21x1
Ćwiczenie 3
Zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym
Jeśli ciało porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym od punktu do punktu , to droga tego ciała jest równa długości odcinka , ponieważ torem ruchu jest linia prosta. Jeżeli szedłeś ze stałą prędkością przez dwie godziny, to jaką przebyłeś drogę? Skoro pokonałeś drogę równą w czasie godziny, to przebyta przez Ciebie droga w czasie godzin będzie dwukrotnie dłuższa i wyniesie . Czy możesz posłużyć się jakimś wzorem, aby ułatwić sobie obliczenia?
Zapamiętaj!
W ruchu jednostajnym prostoliniowym drogę przebytą przez ciało obliczamy za pomocą wzoru:
gdzie: – droga przebyta przez ciało; – wartość prędkości ciała; – czas ruchu ciała.
Jeśli znamy długość drogi do przebycia i wartość prędkości, z jaką będziemy się poruszać, możemy obliczyć czas potrzebny do pokonania tej odległości. W jaki sposób?
Zapamiętaj!
W ruchu jednostajnym prostoliniowym czas ruchu ciała wyznaczamy według wzoru:
gdzie: – czas trwania ruchu ciała; – droga przebyta przez ciało; – wartość prędkości ciała.
Ćwiczenie 4
R1PQdPlnCoMyS
Ćwiczenie 5
Wytrawny piechur przemieszcza się w terenie płaskim z prędkością . Oblicz drogę, jaką wędrowiec przebędzie w ciągu godzin od wyjścia, jeżeli zrobi w tym czasie dwie -minutowe przerwy w marszu. Czy gdyby wyruszył z Wrocławia, to udałoby mu się dojść w ciągu jednego dnia do leżącej pod Wrocławiem Sobótki? Odległość między miejscowościami odczytaj z mapy dołączonej do zadania.
RYJvoy1XhJlJc
R1abVvvQ9cJaF
Na początek oblicz, ile czasu wędrowiec faktycznie będzie się poruszał. W tym celu od całkowitego czasu podróży odejmij jego dwie przerwy. Następnie otrzymany wynik możesz wykorzystać aby obliczyć całkowitą drogę którą przebędzie piechur. Aby odpowiedzieć na kolejne pytanie sprawdź, czy odległość, którą piechur przejdzie w czasie swojej wędrówki jest większa czy mniejsza niż odległość od Wrocławia do Sobótki.
Droga, którą piechur przebędzie w ciągu swojej wędrówki to . Odległość z Wrocławia do Sobótki wynosi , a więc piechurowi udałoby się dojść do celu w ciągu jednego dnia.
Ćwiczenie 6
RYxw92U3rMxPv
Podsumowanie
Ruch jednostajny prostoliniowy oznacza, że ciało porusza się ze stałą prędkością po torze będącym linią prostą.
W ruchu jednostajnym prostoliniowym ciało przebywa jednakowe odcinki drogi w równych odstępach czasu.
Prędkość zawiera informację o tym, jaką drogę przebyło dane ciało w określonej jednostce czasu. W ruchu jednostajnym prostoliniowym prędkość obliczamy ze wzoru: , gdzie: – wartość prędkości ciała; – droga przebyta przez ciało; – czas ruchu ciała.
ReY3o65FCH8Pm
Ćwiczenie 7
Polecenie 1
Podaj trzy przykłady ruchu jednostajnego prostoliniowego zaczerpnięte z życia codziennego. Notatki możesz zapisać w polu poniżej.
R163B48mGRgjw
Jazda pociągiem po prostych torach, lot samolotem, płynący statek na oceanie.
Ćwiczenie 8
Osada wioślarska płynęła w górę rzeki ruchem jednostajnym prostoliniowym. Odległość między dwoma mostami wynoszącą pokonała w czasie . Ta sama osada w drodze powrotnej przebyła ten sam dystans w czasie (poruszała się z tą samą prędkością). Oblicz prędkość prądu rzeki.
R1abVvvQ9cJaF
Oblicz najpierw prędkości, z jakimi osada pokonała dystans, mierzone przez obserwatora z brzegu. Następnie oblicz jaka jest między nimi różnica. Ta różnica, podzielona przez dwa, to prędkość prądu rzeki, ponieważ w jednym kierunku prąd pomagał wioślarzom, więc prędkość była dodana, a w drugim kierunku im przeciwdziałał, więc należało ją odjąć.
Najpierw obliczmy prędkości mierzone z brzegu: , . Teraz możemy obliczyć prędkość prądu rzeki: .
Łączenie par. Które zdania są prawdziwe a które nie, zakładając, że rowerzysta poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Przy każdym zdaniu w tabeli zaznacz „Prawda” albo „Fałsz”. . W każdej sekundzie trwania ruchu rowerzysta przebędzie taką samą drogę.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W celu obliczenia drogi, jaką przebył rowerzysta, należy przemnożyć wartość jego prędkości przez czas trwania ruchu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Przebyta droga jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania ruchu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Łączenie par. Które zdania są prawdziwe a które nie, zakładając, że rowerzysta poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Przy każdym zdaniu w tabeli zaznacz „Prawda” albo „Fałsz”. . W każdej sekundzie trwania ruchu rowerzysta przebędzie taką samą drogę.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. W celu obliczenia drogi, jaką przebył rowerzysta, należy przemnożyć wartość jego prędkości przez czas trwania ruchu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. Przebyta droga jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania ruchu.. Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Które zdania są prawdziwe a które nie, zakładając, że rowerzysta poruszał się ruchem jednostajnym prostoliniowym.
Prawda
Fałsz
W każdej sekundzie trwania ruchu rowerzysta przebędzie taką samą drogę.
□
□
W celu obliczenia drogi, jaką przebył rowerzysta, należy przemnożyć wartość jego prędkości przez czas trwania ruchu.
□
□
Przebyta droga jest odwrotnie proporcjonalna do czasu trwania ruchu.