Navedite primjer neravnomjernog kretanja. Mehaničko kretanje: ujednačeno i neravnomjerno

« fizika - 10. razred

Prilikom rješavanja zadataka na ovu temu potrebno je prije svega odabrati referentno tijelo i povezati mu koordinatni sistem. U ovom slučaju, kretanje se odvija pravolinijski, tako da je jedna os dovoljna da ga opiše, na primjer, osa OX. Odabravši ishodište, zapisujemo jednačine kretanja.

Zadatak I.

Odredite modul i smjer brzine točke ako se, s ravnomjernim kretanjem duž ose OX, njegova koordinata tijekom vremena t 1 = 4 s promijenila iz x 1 = 5 m u x 2 = -3 m.

Rješenje.

Modul i smjer vektora mogu se naći iz njegovih projekcija na koordinatne osi. Pošto se tačka kreće jednoliko, nalazimo projekciju njene brzine na osu OX po formuli

Negativan predznak projekcije brzine znači da je brzina tačke usmjerena suprotno od pozitivnog smjera ose OX. Modul brzine υ = |υ x | = |-2 m/s| = 2 m/s.

Zadatak 2.

Od tačaka A i B, na udaljenosti između kojih duž pravog autoputa l 0 = 20 km, dva automobila su se istovremeno počela ravnomjerno kretati jedan prema drugom. Brzina prvog automobila υ 1 = 50 km/h, a brzina drugog automobila υ 2 = 60 km/h. Odrediti položaj automobila u odnosu na tačku A nakon vremena t = 0,5 sati nakon početka kretanja i udaljenost I između automobila u ovom trenutku. Odrediti puteve s 1 i s 2 koje je prešao svaki automobil za vrijeme t.

Rješenje.

Uzmimo tačku A kao ishodište koordinata i usmjerimo koordinatnu osu OX prema tački B (slika 1.14). Kretanje automobila će biti opisano jednadžbama

x 1 = x 01 + υ 1x t, x 2 = x 02 + υ 2x t.

Pošto se prvi automobil kreće u pozitivnom smjeru ose OX, a drugi u negativnom smjeru, onda je υ 1x = υ 1, υ 2x = -υ 2. U skladu sa izborom ishodišta x 01 = 0, x 02 = l 0 . Stoga, nakon nekog vremena t

x 1 = υ 1 t = 50 km / h 0,5 h = 25 km;

x 2 = l 0 - υ 2 t = 20 km - 60 km / h 0,5 h \u003d -10 km.

Prvi automobil će biti u tački C na udaljenosti od 25 km od tačke A s desne strane, a drugi u tački D na udaljenosti od 10 km s lijeve strane. Udaljenost između automobila bit će jednaka modulu razlike njihovih koordinata: l = | x 2 - x 1 | = |-10 km - 25 km| = 35 km. Prijeđene udaljenosti su:

s 1 = υ 1 t = 50 km / h 0,5 h = 25 km,

s 2 = υ 2 t = 60 km / h 0,5 h = 30 km.

Zadatak 3.

Prvi automobil napušta tačku A za tačku B brzinom υ 1 Nakon vremena t 0, drugi automobil napušta tačku B u istom smjeru brzinom υ 2. Udaljenost između tačaka A i B jednaka je l. Odredite koordinate mjesta susreta automobila u odnosu na tačku B i vrijeme od trenutka polaska prvog automobila kroz koji će se oni sresti.

Rješenje.

Uzmimo tačku A kao ishodište koordinata i usmjerimo koordinatnu osu OX prema tački B (slika 1.15). Kretanje automobila će biti opisano jednadžbama

x 1 = υ 1 t, x 2 = l + υ 2 (t - t 0).

U vrijeme sastanka koordinate automobila su jednake: x 1 = x 2 = x in. Zatim υ 1 t u \u003d l + υ 2 (t in - t 0) i vrijeme do sastanka

Očigledno, rješenje ima smisla za υ 1 > υ 2 i l > υ 2 t 0 ili za υ 1< υ 2 и l < υ 2 t 0 . Координата места встречи

Zadatak 4.

Na slici 1.16 prikazani su grafovi zavisnosti koordinata tačaka od vremena. Na osnovu grafikona odrediti: 1) brzinu tačaka; 2) nakon kojeg vremena nakon početka kretanja će se sastati; 3) putanje koje su prešle tačke prije sastanka. Napišite jednačine kretanja tačaka.

Rješenje.

Za vrijeme jednako 4 s, promjena koordinata prve tačke: Δx 1 = 4 - 2 (m) = 2 m, druge tačke: Δx 2 = 4 - 0 (m) = 4 m.

1) Brzina tačaka određena je formulom υ 1x = 0,5 m/s; υ 2x = 1 m/s. Imajte na umu da se iste vrijednosti mogu dobiti iz grafova određivanjem tangenta uglova nagiba pravih na vremensku osu: brzina υ 1x je brojčano jednaka tgα 1 , a brzina υ 2x je brojčano jednaka do tgα 2 .

2) Vrijeme sastanka je trenutak u kojem su koordinate tačaka jednake. Očigledno je da t u \u003d 4 s.

3) Putanja koju prolaze tačke jednake su njihovom kretanju i jednake su promjenama njihovih koordinata u vremenu prije susreta: s 1 = Δh 1 = 2 m, s 2 = Δh 2 = 4 m.

Jednačine kretanja za obje tačke imaju oblik x = x 0 + υ x t, gdje je x 0 = x 01 = 2 m, υ 1x = 0,5 m/s - za prvu tačku; x 0 = x 02 = 0, υ 2x = 1 m / s - za drugu tačku.

95. Navedite primjere ravnomjernog kretanja.
Vrlo je rijetko, na primjer, kretanje Zemlje oko Sunca.

96. Navedite primjere neravnomjernog kretanja.
Kretanje automobila, aviona.

97. Dječak klizi niz planinu na sankama. Može li se ovaj pokret smatrati uniformnim?
br.

98. Sjedeći u vagonu putničkog voza u pokretu i posmatrajući kretanje nadolazećeg teretnog voza, čini nam se da teretni voz ide mnogo brže nego što je išao naš putnički voz prije sastanka. Zašto se ovo dešava?
U odnosu na putnički voz, teretni voz se kreće ukupnom brzinom putničkog i teretnog voza.

99. Vozač automobila u pokretu je u pokretu ili miruje u odnosu na:
a) putevi
b) autosedišta;
c) benzinske pumpe;
d) sunce;
e) drveće duž puta?
U pokretu: a, c, d, e
U mirovanju: b

100. Sjedeći u vagonu voza u pokretu, gledamo kroz prozor automobil koji ide naprijed, zatim izgleda da miruje i na kraju se kreće nazad. Kako možemo objasniti ono što vidimo?
U početku je brzina automobila veća od brzine voza. Tada brzina automobila postaje jednaka brzini voza. Nakon toga, brzina automobila se smanjuje u odnosu na brzinu voza.

101. Avion izvodi "mrtvu petlju". Koja je putanja kretanja koju posmatrači vide sa zemlje?
putanja prstena.

102. Navedite primjere kretanja tijela po zakrivljenim stazama u odnosu na zemlju.
Kretanje planeta oko Sunca; kretanje čamca na rijeci; Let ptice.

103. Navedite primjere kretanja tijela koja imaju pravocrtnu putanju u odnosu na zemlju.
pokretni vlak; osoba koja hoda pravo.

104. Koje vrste kretanja uočavamo kada pišemo hemijskom olovkom? Kreda?
Jednako i neujednačeno.

105. Koji dijelovi bicikla pri njegovom pravolinijskom kretanju opisuju pravolinijske putanje u odnosu na tlo, a koji su krivolinijski?
Pravolinijski: upravljač, sedlo, okvir.
Krivolinijski: pedale, točkovi.

106. Zašto se kaže da Sunce izlazi i zalazi? Šta je referentno tijelo u ovom slučaju?
Referentno tijelo je Zemlja.

107. Dva automobila se kreću autoputem tako da se razmak između njih ne mijenja. Navedite u odnosu na koja tijela svako od njih miruje i u odnosu na koja se tijela kreću u tom vremenskom periodu.
U odnosu jedan na drugi, automobili miruju. Vozila se kreću u odnosu na okolne objekte.

108. Sanke se kotrljaju niz planinu; lopta se kotrlja niz kosi žlijeb; kamen pušten iz ruke pada. Koja od ovih tijela se kreću naprijed?
Saonice se kreću naprijed sa planine i kamen se oslobađa iz ruku.

109. Knjiga postavljena na sto u vertikalnom položaju (slika 11, pozicija I) pada od udara i zauzima položaj II. Dvije tačke A i B na koricama knjige opisale su putanje AA1 i BB1. Možemo li reći da je knjiga napredovala? Zašto?

Mislite li da se krećete ili ne kada čitate ovaj tekst? Gotovo svako od vas će odmah odgovoriti: ne, ne mrdam. I to će biti pogrešno. Neki bi mogli reći da se selim. I oni su takođe u krivu. Jer u fizici neke stvari nisu baš onakve kakve izgledaju na prvi pogled.

Na primjer, koncept mehaničkog kretanja u fizici uvijek ovisi o referentnoj tački (ili tijelu). Dakle, osoba koja leti u avionu kreće se u odnosu na rođake koji su ostali kod kuće, ali miruje u odnosu na prijatelja koji sjedi pored njega. Dakle, dosadni rođaci ili prijatelj koji spava na njegovom ramenu su u ovom slučaju referentna tijela za utvrđivanje da li se naša spomenuta osoba kreće ili ne.

Definicija mehaničkog kretanja

U fizici, definicija mehaničkog kretanja koja se izučava u sedmom razredu je sljedeća: promjena položaja tijela u odnosu na druga tijela tokom vremena naziva se mehaničko kretanje. Primjeri mehaničkog kretanja u svakodnevnom životu bili bi kretanje automobila, ljudi i brodova. Komete i mačke. Vazdušni mehurići u ključalom kotliću i udžbenici u teškom đačkom rancu. I svaki put će izjava o kretanju ili mirovanju jednog od ovih objekata (tijela) biti besmislena bez navođenja referentnog tijela. Stoga u životu najčešće, kada govorimo o kretanju, mislimo na kretanje u odnosu na Zemlju ili statične objekte - kuće, puteve i tako dalje.

Trajektorija mehaničkog kretanja

Također je nemoguće ne spomenuti takvu karakteristiku mehaničkog kretanja kao putanju. Putanja je linija duž koje se tijelo kreće. Na primjer, otisci stopala na snijegu, otisak stopala aviona na nebu i otisak suze na obrazu su sve putanje. Mogu biti ravne, zakrivljene ili slomljene. Ali dužina putanje, ili zbir dužina, je put koji pređe tijelo. Put je označen slovom s. A mjeri se u metrima, centimetrima i kilometrima, ili u inčima, jardima i stopama, u zavisnosti od toga koje su mjerne jedinice prihvaćene u ovoj zemlji.

Vrste mehaničkog kretanja: ravnomjerno i neravnomjerno kretanje

Koje su vrste mehaničkog kretanja? Na primjer, tokom putovanja automobilom, vozač se kreće različitim brzinama kada se vozi po gradu i gotovo istom brzinom kada ulazi na autoput van grada. Odnosno, kreće se ili neravnomjerno ili ravnomjerno. Dakle, kretanje, ovisno o udaljenosti prijeđenoj za jednake vremenske periode, naziva se ravnomjerno ili neravnomjerno.

Primjeri ravnomjernog i neujednačenog kretanja

U prirodi je vrlo malo primjera ravnomjernog kretanja. Zemlja se kreće gotovo ravnomjerno oko Sunca, kapi kiše kapaju, mehurići iskaču u sodi. Čak se i metak ispaljen iz pištolja kreće pravolinijski i ravnomjerno samo na prvi pogled. Zbog trenja o zrak i privlačenja Zemlje, njen let postepeno postaje sporiji, a putanja se smanjuje. Ovdje u svemiru, metak se može kretati zaista ravno i ravnomjerno dok se ne sudari s nekim drugim tijelom. A s neravnomjernim kretanjem stvari su mnogo bolje - ima mnogo primjera. Let lopte tokom fudbalske utakmice, kretanje lava koji lovi plijen, putovanje žvake u ustima učenika sedmog razreda i leptir koji leprša iznad cvijeta, sve su to primjeri neravnomjernog mehaničkog kretanja tijela.

Kao kinematika, postoji ona u kojoj tijelo za bilo koje proizvoljno uzete jednake dužine vremena prođe istu dužinu segmenata putanje. Ovo je uniformno kretanje. Primjer je kretanje klizača na sredini udaljenosti ili vlaka na ravnoj dionici.

Teoretski, tijelo se može kretati duž bilo koje putanje, uključujući krivolinijsko. Istovremeno, postoji koncept puta - to je naziv udaljenosti koju tijelo pređe duž svoje putanje. Putanja je skalarna veličina i ne treba je brkati sa kretanjem. Posljednjim pojmom označavamo odsječak između početne tačke putanje i krajnje tačke, koja se pri krivolinijskom kretanju očito ne poklapa sa putanjom. Pomak je vektorska veličina koja ima numeričku vrijednost jednaku dužini vektora.

Postavlja se prirodno pitanje - u kojim slučajevima je riječ o ravnomjernom kretanju? Hoće li se kretanje, na primjer, vrtuljka u krugu istom brzinom smatrati ujednačenim? Ne, jer kod takvog kretanja vektor brzine mijenja svoj smjer svake sekunde.

Drugi primjer je automobil koji putuje u pravoj liniji istom brzinom. Takvo kretanje smatrat će se ujednačenim sve dok se automobil nigdje ne skreće i njegov brzinomjer ima isti broj. Očigledno je da se jednoliko kretanje uvijek odvija pravolinijski, vektor brzine se ne mijenja. Put i pomak će u ovom slučaju biti isti.

Ujednačeno kretanje je kretanje duž ravnog puta konstantnom brzinom, pri čemu su dužine pređenih udaljenosti za bilo koje jednake dužine vremena iste. Poseban slučaj ravnomjernog kretanja može se smatrati stanjem mirovanja, kada su brzina i prijeđeni put jednaki nuli.

Brzina je kvalitativna karakteristika ravnomjernog kretanja. Očigledno, različiti objekti pokrivaju isti put u različito vrijeme (pješak i automobil). Odnos puta koji pređe jedno ravnomerno kretanje tela i dužine vremena za koje je ovaj put prešao naziva se brzina kretanja.

Dakle, formula koja opisuje ravnomjerno kretanje izgleda ovako:

V = S / t; gdje je V brzina kretanja (vektorska veličina);

S - put ili kretanje;

Poznavajući brzinu kretanja, koja je nepromijenjena, možemo izračunati put koji je prešlo tijelo za bilo koji proizvoljan vremenski period.

Ponekad greškom miješaju ujednačeno i ravnomjerno ubrzano kretanje. To su potpuno različiti koncepti. - jedna od varijanti neravnomjernog kretanja (tj. kod koje brzina nije konstantna vrijednost), koja ima važnu karakteristiku - brzina se u ovom slučaju mijenja u istim vremenskim intervalima za isti iznos. Ova vrijednost, jednaka omjeru razlike u brzinama i dužini vremena tokom kojeg se brzina mijenjala, naziva se ubrzanje. Ovaj broj, koji pokazuje koliko se brzina povećala ili smanjila u jedinici vremena, može biti velika (tada kažu da tijelo brzo povećava ili gubi brzinu) ili beznačajna kada se objekt lakše ubrzava ili usporava.

Ubrzanje je, kao i brzina, fizičko.Vektor ubrzanja u smjeru uvijek se poklapa sa vektorom brzine. Primjer jednoliko ubrzanog kretanja je slučaj objekta u kojem se privlačenje objekta zemljinom površinom) mijenja u jedinici vremena za određenu količinu, što se naziva ubrzanjem slobodnog pada.

Ujednačeno kretanje se teoretski može smatrati posebnim slučajem jednoliko ubrzanog kretanja. Očigledno je da, budući da se brzina pri takvom kretanju ne mijenja, onda ne dolazi do ubrzanja ili usporavanja, stoga je veličina ubrzanja s ravnomjernim kretanjem uvijek nula.