Περίληψη σχεδίου στιγμιαίας ταχύτητας ανομοιόμορφης κίνησης. Περίληψη μαθήματος: Επίλυση προβλημάτων "Μέση ταχύτητα με ανομοιόμορφη κίνηση"

Κύλιση του σώματος προς τα κάτω σε κεκλιμένο επίπεδο (Εικ. 2).

Ρύζι. 2. Κύλιση του σώματος σε κεκλιμένο επίπεδο ()

Ελεύθερη πτώση (Εικ. 3).

Και οι τρεις αυτοί τύποι κίνησης δεν είναι ομοιόμορφοι, δηλαδή η ταχύτητα αλλάζει σε αυτά. Σε αυτό το μάθημα, θα εξετάσουμε την ανομοιόμορφη κίνηση.

Ομοιόμορφη κίνηση -μηχανική κίνηση κατά την οποία το σώμα διανύει την ίδια απόσταση σε οποιαδήποτε ίσα χρονικά διαστήματα (Εικ. 4).

Ρύζι. 4. Ομοιόμορφη κίνηση

Η κίνηση ονομάζεται άνιση., κατά την οποία το σώμα διανύει άνισες αποστάσεις σε ίσα χρονικά διαστήματα.

Ρύζι. 5. Ανώμαλη κίνηση

Το κύριο καθήκον της μηχανικής είναι να προσδιορίζει τη θέση του σώματος ανά πάσα στιγμή. Με άνιση κίνηση, η ταχύτητα του σώματος αλλάζει, επομένως, είναι απαραίτητο να μάθετε πώς να περιγράφετε την αλλαγή στην ταχύτητα του σώματος. Για αυτό, εισάγονται δύο έννοιες: μέση ταχύτητα και στιγμιαία ταχύτητα.

Το γεγονός της αλλαγής της ταχύτητας ενός σώματος κατά τη διάρκεια της ανομοιόμορφης κίνησης δεν χρειάζεται πάντα να λαμβάνεται υπόψη· όταν εξετάζουμε την κίνηση ενός σώματος σε ένα μεγάλο τμήμα της διαδρομής ως σύνολο (δεν μας ενδιαφέρει η ταχύτητα σε κάθε στιγμή του χρόνου), είναι βολικό να εισαγάγουμε την έννοια της μέσης ταχύτητας.

Για παράδειγμα, μια αντιπροσωπεία μαθητών ταξιδεύει από το Νοβοσιμπίρσκ στο Σότσι με τρένο. Η απόσταση μεταξύ αυτών των πόλεων σιδηροδρομικώς είναι περίπου 3300 km. Η ταχύτητα του τρένου μόλις έφυγε από το Νοβοσιμπίρσκ ήταν, σημαίνει αυτό ότι στη μέση της διαδρομής η ταχύτητα ήταν το ίδιο, αλλά στην είσοδο του Σότσι [M1]? Είναι δυνατόν, έχοντας μόνο αυτά τα δεδομένα, να ισχυριστεί κανείς ότι η ώρα της μετακίνησης θα είναι (Εικ. 6). Όχι βέβαια, αφού οι κάτοικοι του Νοβοσιμπίρσκ γνωρίζουν ότι χρειάζονται περίπου 84 ώρες για να φτάσει κανείς στο Σότσι.

Ρύζι. 6. Εικονογράφηση για παράδειγμα

Όταν λαμβάνεται υπόψη η κίνηση ενός σώματος σε ένα μεγάλο τμήμα της διαδρομής ως σύνολο, είναι πιο βολικό να εισαγάγουμε την έννοια της μέσης ταχύτητας.

μέτρια ταχύτηταονομάζουν το λόγο της συνολικής κίνησης που έκανε το σώμα προς το χρόνο κατά τον οποίο έγινε αυτή η κίνηση (Εικ. 7).

Ρύζι. 7. Μέση ταχύτητα

Αυτός ο ορισμός δεν είναι πάντα βολικός. Για παράδειγμα, ένας αθλητής τρέχει 400 μέτρα - ακριβώς έναν γύρο. Η μετατόπιση του αθλητή είναι 0 (Εικ. 8), αλλά καταλαβαίνουμε ότι η μέση ταχύτητά του δεν μπορεί να είναι ίση με μηδέν.

Ρύζι. 8. Η μετατόπιση είναι 0

Στην πράξη, η έννοια της μέσης ταχύτητας εδάφους χρησιμοποιείται συχνότερα.

Μέση ταχύτητα εδάφους- αυτός είναι ο λόγος της πλήρους διαδρομής που έχει διανύσει το σώμα προς το χρόνο για τον οποίο έχει διανυθεί η διαδρομή (Εικ. 9).

Ρύζι. 9. Μέση ταχύτητα εδάφους

Υπάρχει ένας άλλος ορισμός της μέσης ταχύτητας.

μέση ταχύτητα- αυτή είναι η ταχύτητα με την οποία ένα σώμα πρέπει να κινείται ομοιόμορφα για να καλύψει μια δεδομένη απόσταση στον ίδιο χρόνο για τον οποίο το διένυσε, κινούμενο άνισα.

Από το μάθημα των μαθηματικών γνωρίζουμε ποιο είναι το αριθμητικό μέσο. Για τους αριθμούς 10 και 36 θα ισούται με:

Για να μάθουμε τη δυνατότητα χρήσης αυτού του τύπου για να βρούμε τη μέση ταχύτητα, θα λύσουμε το ακόλουθο πρόβλημα.

Μια εργασία

Ένας ποδηλάτης ανεβαίνει σε μια πλαγιά με ταχύτητα 10 km/h σε 0,5 ώρες. Περαιτέρω, με ταχύτητα 36 km / h, κατεβαίνει σε 10 λεπτά. Βρείτε τη μέση ταχύτητα του ποδηλάτη (Εικ. 10).

Ρύζι. 10. Εικονογράφηση για το πρόβλημα

Δεδομένος:; ; ;

Εύρημα:

Λύση:

Εφόσον η μονάδα μέτρησης αυτών των ταχυτήτων είναι km/h, θα βρούμε τη μέση ταχύτητα σε km/h. Επομένως, αυτά τα προβλήματα δεν θα μεταφραστούν σε SI. Ας μετατρέψουμε σε ώρες.

Η μέση ταχύτητα είναι:

Το πλήρες μονοπάτι () αποτελείται από το μονοπάτι προς τα πάνω στην κλίση () και προς τα κάτω στην κλίση ():

Η διαδρομή προς την πλαγιά είναι:

Το κατηφορικό μονοπάτι είναι:

Ο χρόνος που απαιτείται για την ολοκλήρωση της διαδρομής είναι:

Απάντηση:.

Με βάση την απάντηση στο πρόβλημα, βλέπουμε ότι είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί ο αριθμητικός μέσος τύπος για τον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας.

Η έννοια της μέσης ταχύτητας δεν είναι πάντα χρήσιμη για την επίλυση του κύριου προβλήματος της μηχανικής. Επιστρέφοντας στο πρόβλημα σχετικά με το τρένο, δεν μπορεί να υποστηριχθεί ότι εάν η μέση ταχύτητα σε ολόκληρο το ταξίδι του τρένου είναι , τότε μετά από 5 ώρες θα είναι σε απόσταση από το Νοβοσιμπίρσκ.

Η μέση ταχύτητα που μετράται σε μια απειροελάχιστη χρονική περίοδο ονομάζεται στιγμιαία ταχύτητα σώματος(για παράδειγμα: το ταχύμετρο ενός αυτοκινήτου (Εικ. 11) δείχνει τη στιγμιαία ταχύτητα).

Ρύζι. 11. Το ταχύμετρο αυτοκινήτου δείχνει στιγμιαία ταχύτητα

Υπάρχει ένας άλλος ορισμός της στιγμιαίας ταχύτητας.

Στιγμιαία Ταχύτητα- η ταχύτητα του σώματος σε μια δεδομένη στιγμή, η ταχύτητα του σώματος σε ένα δεδομένο σημείο της τροχιάς (Εικ. 12).

Ρύζι. 12. Στιγμιαία ταχύτητα

Για να κατανοήσετε καλύτερα αυτόν τον ορισμό, εξετάστε ένα παράδειγμα.

Αφήστε το αυτοκίνητο να κινηθεί σε ευθεία γραμμή σε ένα τμήμα της εθνικής οδού. Έχουμε ένα γράφημα της εξάρτησης της προβολής μετατόπισης από το χρόνο για μια δεδομένη κίνηση (Εικ. 13), ας αναλύσουμε αυτό το γράφημα.

Ρύζι. 13. Γράφημα προβολής μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου

Το γράφημα δείχνει ότι η ταχύτητα του αυτοκινήτου δεν είναι σταθερή. Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να βρείτε τη στιγμιαία ταχύτητα του αυτοκινήτου 30 δευτερόλεπτα μετά την έναρξη της παρατήρησης (στο σημείο ΕΝΑ). Χρησιμοποιώντας τον ορισμό της στιγμιαίας ταχύτητας, βρίσκουμε το μέτρο της μέσης ταχύτητας στο χρονικό διάστημα από έως . Για να το κάνετε αυτό, εξετάστε ένα κομμάτι αυτού του γραφήματος (Εικ. 14).

Ρύζι. 14. Γράφημα προβολής μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου

Για να ελέγξουμε την ορθότητα της εύρεσης της στιγμιαίας ταχύτητας, βρίσκουμε τη μονάδα της μέσης ταχύτητας για το χρονικό διάστημα από έως , για αυτό θεωρούμε ένα τμήμα του γραφήματος (Εικ. 15).

Ρύζι. 15. Γράφημα προβολής μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου

Υπολογίστε τη μέση ταχύτητα για μια δεδομένη χρονική περίοδο:

Έλαβε δύο τιμές της στιγμιαίας ταχύτητας του αυτοκινήτου 30 δευτερόλεπτα μετά την έναρξη της παρατήρησης. Πιο συγκεκριμένα, θα είναι η τιμή όπου το χρονικό διάστημα είναι μικρότερο, δηλαδή . Αν μειώσουμε πιο έντονα το θεωρούμενο χρονικό διάστημα, τότε η στιγμιαία ταχύτητα του αυτοκινήτου στο σημείο ΕΝΑθα καθοριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Η στιγμιαία ταχύτητα είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Επομένως, εκτός από την εύρεση του (βρίσκοντας την ενότητα του), είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε πώς κατευθύνεται.

(σε ) – στιγμιαία ταχύτητα

Η κατεύθυνση της στιγμιαίας ταχύτητας συμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης του σώματος.

Εάν το σώμα κινείται καμπυλόγραμμα, τότε η στιγμιαία ταχύτητα κατευθύνεται εφαπτομενικά στην τροχιά σε ένα δεδομένο σημείο (Εικ. 16).

Ασκηση 1

Μπορεί η στιγμιαία ταχύτητα () να αλλάξει μόνο στην κατεύθυνση χωρίς να αλλάξει σε απόλυτη τιμή;

Λύση

Για μια λύση, εξετάστε το ακόλουθο παράδειγμα. Το σώμα κινείται κατά μήκος μιας καμπύλης διαδρομής (Εικ. 17). Σημειώστε ένα σημείο στην τροχιά ΕΝΑκαι σημείο σι. Σημειώστε την κατεύθυνση της στιγμιαίας ταχύτητας σε αυτά τα σημεία (η στιγμιαία ταχύτητα κατευθύνεται εφαπτομενικά στο σημείο τροχιάς). Έστω οι ταχύτητες και είναι ίδιες σε απόλυτη τιμή και ίσες με 5 m/s.

Απάντηση: μπορεί.

Εργασία 2

Μπορεί η στιγμιαία ταχύτητα να αλλάξει μόνο σε απόλυτη τιμή, χωρίς να αλλάξει κατεύθυνση;

Λύση

Ρύζι. 18. Εικονογράφηση για το πρόβλημα

Το σχήμα 10 δείχνει ότι στο σημείο ΕΝΑκαι στο σημείο σιη στιγμιαία ταχύτητα κατευθύνεται προς την ίδια κατεύθυνση. Εάν το σώμα κινείται με ομοιόμορφη επιτάχυνση, τότε .

Απάντηση:μπορεί.

Σε αυτό το μάθημα, αρχίσαμε να μελετάμε την ανομοιόμορφη κίνηση, δηλαδή την κίνηση με ποικίλη ταχύτητα. Χαρακτηριστικά της ανομοιόμορφης κίνησης είναι οι μέσες και στιγμιαίες ταχύτητες. Η έννοια της μέσης ταχύτητας βασίζεται στη νοητική αντικατάσταση της ανομοιόμορφης κίνησης με ομοιόμορφη κίνηση. Μερικές φορές η έννοια της μέσης ταχύτητας (όπως είδαμε) είναι πολύ βολική, αλλά δεν είναι κατάλληλη για την επίλυση του κύριου προβλήματος της μηχανικής. Ως εκ τούτου, εισάγεται η έννοια της στιγμιαίας ταχύτητας.

Βιβλιογραφία

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, Ν.Ν. Σότσκι. Φυσική 10. - Μ .: Εκπαίδευση, 2008.
2. Α.Π. Ρίμκεβιτς. Η φυσικη. Βιβλίο προβλημάτων 10-11. - M.: Bustard, 2006.
3. O.Ya. Σαβτσένκο. Προβλήματα στη φυσική. - Μ.: Nauka, 1988.
4. A.V. Peryshkin, V.V. Κραυκλής. μάθημα φυσικής. Τ. 1. - Μ .: Πολιτεία. ουχ.-πεντ. εκδ. ελάχ. εκπαίδευση της RSFSR, 1957.

1. Διαδικτυακή πύλη "School-collection.edu.ru" ().
2. Διαδικτυακή πύλη "Virtulab.net" ().

Εργασία για το σπίτι

1. Ερωτήσεις (1-3, 5) στο τέλος της παραγράφου 9 (σελ. 24). G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, Ν.Ν. Σότσκι. Φυσική 10 (δείτε τη λίστα συνιστώμενης ανάγνωσης)
2. Είναι δυνατόν, γνωρίζοντας τη μέση ταχύτητα για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, να βρούμε την κίνηση που κάνει το σώμα για οποιοδήποτε μέρος αυτού του διαστήματος;
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της στιγμιαίας ταχύτητας σε ομοιόμορφη ευθύγραμμη κίνηση και της στιγμιαίας ταχύτητας σε ανομοιόμορφη κίνηση;
4. Κατά την οδήγηση ενός αυτοκινήτου, μετρούσαν τα ταχύμετρα κάθε λεπτό. Είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η μέση ταχύτητα του αυτοκινήτου από αυτά τα δεδομένα;
5. Ο ποδηλάτης έκανε το πρώτο τρίτο της διαδρομής με ταχύτητα 12 χλμ. την ώρα, το δεύτερο τρίτο με ταχύτητα 16 χλμ. την ώρα και το τελευταίο τρίτο με ταχύτητα 24 χλμ. την ώρα. Βρείτε τη μέση ταχύτητα του ποδηλάτου για ολόκληρο το ταξίδι. Δώστε την απάντησή σας σε km/h

Ενότητες: Η φυσικη

Τάξη: 7

Τύπος μαθήματος:εκμάθηση νέου υλικού.

Στόχοι και στόχοι του μαθήματος:

• Εκπαιδευτικός:
  • Εισάγετε τις βασικές έννοιες της μηχανικής κίνησης: σχετικότητα κίνησης, τροχιά, διανυθείσα απόσταση, ομοιόμορφη και ανομοιόμορφη κίνηση.
  • εισάγουν την έννοια της ταχύτητας ως φυσικό μέγεθος, τον τύπο και τις μονάδες μέτρησής της.
• Εκπαιδευτικός:
  • να αναπτύξουν γνωστικά ενδιαφέροντα, πνευματικές και δημιουργικές ικανότητες, ενδιαφέρον για τη μελέτη της φυσικής.
• Εκπαιδευτικός:
  • να αναπτύξουν τις δεξιότητες αυτοαπόκτησης γνώσεων, οργάνωσης εκπαιδευτικών δραστηριοτήτων, καθορισμού στόχων, προγραμματισμού.
  • να διαμορφώσει την ικανότητα συστηματοποίησης, ταξινόμησης και γενίκευσης της αποκτηθείσας γνώσης.
  • να αναπτύξουν τις επικοινωνιακές δεξιότητες των μαθητών.

ΚΑΤΑ ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ι. Οργανωτική στιγμή

II. Εργασία για το σπίτι:§§13-14, εξ. 3 (προφορική).

III. Επεξήγηση νέου υλικού

1. Ξεκινάμε το μάθημα δηλώνοντας ένα νέο θέμα μαθήματος και προσπαθούμε να απαντήσουμε στην ερώτηση: «Τι μας επιτρέπει να κρίνουμε αν το σώμα κινείται ή ηρεμεί;». Μετά τις απαντήσεις των μαθητών, παραθέτουμε ένα απόσπασμα από το ποίημα του A.S. Pushkin «Movement» (βλ. Εικ. 1).
Στο απόσπασμα έγινε ένα πολύ σημαντικό σημείο, απαραίτητο για να συλλογιστούμε αν το σώμα κινείται ή σε ηρεμία. Δηλαδή, σε σχέση με ποια σώματα συμβαίνει ή δεν συμβαίνει η κίνηση. Πώς μπορείτε να καταλάβετε εάν ένα σώμα κινείται ή σε ηρεμία;

Ρύζι. ένας ( Παρουσίαση, διαφάνεια 2)

2. Σχετικότητα της κίνησης.

Για να απομονώσουμε ένα τόσο χαρακτηριστικό σημάδι μηχανικής κίνησης όπως η σχετικότητα, ας εξετάσουμε και ας αναλύσουμε ένα απλό πείραμα με ένα κάρο που κινείται πάνω σε ένα τραπέζι. Ας εξετάσουμε σε σχέση με ποια θέματα κινείται, και σε σχέση με ποια βασίζεται (βλ. Εικ. 2, 3).

Ρύζι. 2 (Διαφάνειες 4-10).

Ρύζι. 3 (Διαφάνεια 11).

IV. Για να ενοποιήσουμε το υλικό, λύνουμε τις ακόλουθες εργασίες:

Εργασία 1.Αναφέρετε σε σχέση με ποια σώματα βρίσκονται σε ηρεμία τα ακόλουθα σώματα και σε σχέση με ποια - σε κίνηση: επιβάτης σε κινούμενο φορτηγό. ένα αυτοκίνητο που ακολουθεί ένα φορτηγό στην ίδια απόσταση, ένα φορτίο σε ένα ρυμουλκούμενο αυτοκινήτου.

Εργασία 2.Σε σχέση με ποια σώματα είναι το άτομο που στέκεται στο πεζοδρόμιο σε ηρεμία και σε σχέση με ποια σώματα κινείται;

Ρύζι. 4 (Διαφάνεια 12).

Εργασία 3.Καταγράψτε τα σώματα σε σχέση με τα οποία ο οδηγός ενός κινούμενου τραμ βρίσκεται σε ηρεμία.

Οι μαθητές συνήθως απαντούν ότι ένα άτομο ξεκουράζεται σε σχέση με το πεζοδρόμιο, το δέντρο, το φανάρι, το σπίτι και κινείται σε σχέση με ένα αυτοκίνητο που οδηγεί κατά μήκος του δρόμου. Σε αυτήν την κατάσταση, οι μαθητές πρέπει να δώσουν προσοχή στο γεγονός ότι ένα άτομο, όπως η Γη, κινείται με ταχύτητα 30 km / s σε σχέση με τον Ήλιο.

3. Τροχιά κίνησης.

Στη συνέχεια, εισάγουμε την έννοια της τροχιάς και, ανάλογα με το σχήμα της, διακρίνουμε δύο τύπους κίνησης: την ευθύγραμμη και την καμπυλόγραμμη. Πρώτα από όλα εφιστούμε την προσοχή των μαθητών στην κίνηση τέτοιων σωμάτων, οι τροχιές των οποίων είναι ευδιάκριτα (βλ. Εικ. 5). Εδώ εισάγουμε την έννοια της διανυθείσας απόστασης ως ένα φυσικό μέγεθος που μετράται από το μήκος της τροχιάς κατά μήκος της οποίας κινείται το σώμα για μια ορισμένη χρονική περίοδο. Από αυτή την άποψη, επαναλαμβάνουμε τις βασικές μονάδες μέτρησης μήκους που είναι γνωστές από το μάθημα των μαθηματικών.

Ρύζι. 5 (Διαφάνεια 15).

Εργασία 4.Αντιστοιχίστε το παράδειγμα μηχανικής κίνησης με τον τύπο της διαδρομής εργαλείων.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΙΔΟΣ ΤΡΟΧΙΑΣ

Α) πτώση μετεωρίτη 1) κύκλος
Β) κίνηση του χρονόμετρου 2) καμπύλη
Γ) μια σταγόνα βροχής που πέφτει σε μια ηρεμία 3) μια ευθεία γραμμή
καιρός.

Εργασία 5.Εκφράστε την απόσταση που διανύθηκε σε μέτρα:

65 χλμ
0,54 χλμ
4 km 300 m
2300 cm
4 m 10 cm

(Διαφάνεια 16).

4. Ευθύγραμμη ομοιόμορφη κίνηση

Εξετάστε περαιτέρω ποιοι τύποι κινήσεων υπάρχουν; Ας ορίσουμε τι είδους κίνηση ονομάζεται ομοιόμορφη. Μια κίνηση κατά την οποία ένα σώμα διανύει ίσες αποστάσεις σε ίσα χρονικά διαστήματα. Εξετάστε ένα παράδειγμα ευθύγραμμης ομοιόμορφης κίνησης (βλ. Εικ. 6).

Μάθημα

Θέμα: Ευθύγραμμη ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση. Ταχύτητα σε ανώμαλη κίνηση.

Στόχοι μαθήματος:

Εκπαιδευτικός:

1.​ να σχηματίσουν την έννοια της ευθύγραμμης ομοιόμορφα επιταχυνόμενης κίνησης, στιγμιαίας ταχύτητας, επιτάχυνσης.

2.​ Δημιουργήστε ένα γράφημα επιτάχυνσης.

3.​ να αναπτύξουν δεξιότητες επίλυσης γραφικών και υπολογιστικών προβλημάτων

Ανάπτυξη:

1.​ να αναπτύξουν τις πρακτικές δεξιότητες των μαθητών: την ικανότητα ανάλυσης, γενίκευσης, ανάδειξης της κύριας ιδέας από την ιστορία του δασκάλου και εξαγωγής συμπερασμάτων.

2.​ να αναπτύξουν την ικανότητα εφαρμογής της αποκτηθείσας γνώσης σε νέες συνθήκες.

Εκπαιδευτές:

1.​ να επεκτείνει τους ορίζοντες των μαθητών σχετικά με τους τύπους μηχανικής κίνησης (ιδιαίτερα, σχετικά με την ευθύγραμμη ομοιόμορφα μεταβλητή (ομοιόμορφα επιταχυνόμενη) κίνηση).

2.​ αναπτύξουν την περιέργεια, το ενδιαφέρον για τη μελέτη της φυσικής και, την προσοχή, την πειθαρχία

Τύπος μαθήματος: Συνδυαστικό μάθημα.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων.

1) Οργάνωση χρόνου

Καθιερώστε την ετοιμότητα της τάξης για το μάθημα.

2) Κίνητρο

Η κίνηση είναι ζωή. Κάθε σώμα κινείται διαφορετικά: με τον δικό του σκοπό, τροχιά, ταχύτητα. οι κινήσεις σας - ανάπτυξη, που είναι αδύνατη χωρίς την απόκτηση νέων γνώσεων. Σήμερα λοιπόν, θα ανακαλύψουμε ένα νέο χαρακτηριστικό κίνησης, που είναι αναπόσπαστο κομμάτι της ζωής μας.

3) Ενημέρωση γνώσεων

Ανεξάρτητη εργασία (20 λεπτά)

4) Εκμάθηση νέου υλικού

Έχουμε μελετήσει την ομοιόμορφη κίνηση ενός σώματος όταν η ταχύτητά του παραμένει αμετάβλητη και σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή και σε οποιαδήποτε απόσταση μπορεί να βρεθεί ως ο λόγος της απόστασης που διανύθηκε προς το χρόνο.

Δώστε παραδείγματα ομοιόμορφης κίνησης.

(οι μαθητές δίνουν παραδείγματα).

Πόσο συχνά μπορούμε να παρατηρήσουμε μια τέτοια κίνηση;

(γενική άποψη των μαθητών: σπάνια, σχεδόν πάντα, η ταχύτητα του σώματος αλλάζει για κάποιο λόγο)

Πράγματι, μια τέτοια κίνηση είναι πραγματικά πολύ σπάνια και, κατά κανόνα, σε μηχανισμούς. Αλλά στον κόσμο γύρω μας, ένα άλλο κίνημα είναι ευρέως διαδεδομένο.

γρήγορη κίνηση είναι ένας αρκετά κοινός τύπος κίνησης. Ένα παράδειγμα τέτοιας κίνησης είναι η κίνηση ενός φορτίου που εκτοξεύεται από ένα ορισμένο ύψος, η κίνηση ενός λεωφορείου πέδησης ή ενός ανελκυστήρα εκκίνησης.

Για να χαρακτηριστεί κάπως η επιταχυνόμενη κίνηση, εισάγεται μια ποσότητα, η οποία καλείταιεπιτάχυνση σώμα.

Η επιτάχυνση είναι ένα φυσικό μέγεθος ίσο με τον λόγο της μεταβολής της ταχύτητας στο χρονικό διάστημα για το οποίο συνέβη.

Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον καθημερινό ορισμό: η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός αλλαγής της ταχύτητας.

Συχνά, εξετάζουμε την επιτάχυνση στην προβολή σε κάποιο άξονα (για παράδειγμα, στον άξονα ), ενώ η προβολή επιτάχυνσης θα έχει τη μορφή:

Σημειώστε ότι η επιτάχυνση σε όλες τις περιπτώσεις είναιδιάνυσμα μέγεθος, δηλαδή δεν έχει μόνο μέγεθος, αλλά και κατεύθυνση. Η επιτάχυνση στο σύστημα SI μετριέται σε μέτρα διαιρούμενη με ένα δευτερόλεπτο στο τετράγωνο.

Ένα μέτρο ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο είναι η επιτάχυνση με την οποία για κάθε δευτερόλεπτο η ταχύτητα του σώματος αλλάζει κατά ένα μέτρο το δευτερόλεπτο.

Έχουμε καταλάβει πώς να προσδιορίσουμε τη μονάδα επιτάχυνσης, τώρα θα καταλάβουμε πώς να καθορίσουμε την κατεύθυνση της επιτάχυνσης. Για να γίνει αυτό, απεικονίζουμε την αλλαγή της ταχύτητας σε διανυσματική μορφή (Εικ. 1).

Ρύζι. 1. Αλλαγή στην ταχύτητα του σώματος κατά την επιταχυνόμενη κίνηση

Αντίστοιχα, η επιτάχυνση του σώματος θα κατευθυνθεί προς την ίδια κατεύθυνση με το διάνυσμα .

Ένας από τους απλούστερους τύπους ανομοιόμορφης κίνησης είναι η ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση.

Ομοιόμορφα επιταχυνόμενη είναι μια κίνηση κατά την οποία για οποιαδήποτε ίσα χρονικά διαστήματα η ταχύτητα του σώματος αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό.Σε ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση, η επιτάχυνση του σώματος είναι σταθερή.

Επιπλέον, μερικές φορές εκχωρήστε τη λεγόμενη εξίσου αργή κίνηση. Ομοιόμορφα επιβραδυνόμενη κίνηση είναι μια κίνηση κατά την οποία η ταχύτητα του σώματος είναι αντίθετη από την επιτάχυνσή του.

Ας σχεδιάσουμε γραφήματα της εξάρτησης της επιτάχυνσης του σώματος από την ώρα για ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση. Δεδομένου ότι η επιτάχυνση είναι σταθερή κατά την ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση (Εικ. 2):

Ρύζι. 2. Επιτάχυνση του σώματος κατά την ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση

Το κόκκινο γράφημα αντιστοιχεί στην περίπτωση που η προβολή επιτάχυνσης είναι θετική. Το πράσινο γράφημα αντιστοιχεί στην περίπτωση που η προβολή επιτάχυνσης είναι μηδέν. Μπλε - αρνητική προβολή επιτάχυνσης.

Για να λύσετε το κύριο πρόβλημα της κινηματικής, δηλαδή να βρείτε τη θέση του σώματος οποιαδήποτε στιγμή, πρέπει πρώτα να βρείτε την ταχύτητα του σώματος ανά πάσα στιγμή. Για αυτό, θα πρέπει να γράψουμε το νόμο της αλλαγής της στιγμιαίας ταχύτητας από το χρόνο για ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση. Αυτό μπορεί να γίνει εκφράζοντας απλώς την ταχύτητα από τον τύπο της επιτάχυνσης.

όπου είναι η αρχική ταχύτητα του σώματος, - επιτάχυνση. Ο νόμος της αλλαγής της ταχύτητας, γραμμένος σε διανυσματική μορφή, είναι ο πιο γενικός, αλλά είναι μάλλον άβολο να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της ταχύτητας σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή. Επομένως, ας εξετάσουμε τον νόμο της αλλαγής της στιγμιαίας ταχύτητας από το χρόνο στην προβολή στον άξονα που επιλέγεται κατά την κατεύθυνση της κίνησης.

Εξετάστε τέσσερις πιθανές περιπτώσεις (Εικ. 3):

Ρύζι. 3. Τέσσερις πιθανές περιπτώσεις κατευθυντικότητας της αρχικής ταχύτητας και επιτάχυνσης

στην περίπτωση α)η ταχύτητα του σώματος και η επιτάχυνσή του κατευθύνονται κατά μήκος της θετικής κατεύθυνσης του άξονα συντεταγμένων και ο νόμος της αλλαγής της ταχύτητας θα έχει τη μορφή:

σε περίπτωση που μέσα) η ταχύτητα του σώματος κατευθύνεται κατά μήκος της θετικής κατεύθυνσης του άξονα συντεταγμένων και η επιτάχυνση κατευθύνεται κατά μήκος της αρνητικής κατεύθυνσης του άξονα συντεταγμένων.

Μπορεί να φανεί από τη μορφή των νόμων της αλλαγής της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου ότι η προβολή της ταχύτητας εξαρτάται γραμμικά από το χρόνο και κατά συνέπεια, το γράφημα της εξάρτησης της προβολής της ταχύτητας από το χρόνο θα είναι μια ευθεία γραμμή (Εικ. 4 ).

Ρύζι. 4. Γραφήματα της εξάρτησης της ταχύτητας του σώματος από την ώρα για ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση

Το γράφημα (Εικ. 4α) δείχνει την εξάρτηση της προβολής της ταχύτητας από το χρόνο. Η πράσινη ευθεία αντιστοιχεί στην περίπτωση, το σώμα ήταν σε ηρεμία και την αρχική χρονική στιγμή άρχισε να κινείται προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα συντεταγμένων με αυξανόμενη ταχύτητα. Η κόκκινη ευθεία αντιστοιχεί στην περίπτωση που την αρχική χρονική στιγμή το σώμα είχε κάποια ταχύτητα κατευθυνόμενη προς τη θετική κατεύθυνση του άξονα των συντεταγμένων και αυξάνεται με το χρόνο.

Το σχήμα 4β δείχνει τη σχέση μεταξύ της κλίσης της γραφικής παράστασης της εξάρτησης της ταχύτητας του σώματος από το χρόνο και της επιτάχυνσης του σώματος κατά την ομοιόμορφα επιταχυνόμενη κίνηση.

Τέλος, ας εξετάσουμε ένα μοναδικό σημείο στη γραφική παράσταση της εξάρτησης της προβολής της ταχύτητας του σώματος από το χρόνο. Το σχήμα 5 δείχνει το σημείο στο οποίο η ταχύτητα του σώματος αλλάζει την κατεύθυνσή του προς το αντίθετο. Ένα τέτοιο σημείο λέγεταισημείο καμπής (Εικ. 5).

Ρύζι. 5. Σημείο καμπής

Έτσι, σε αυτό το μάθημα μάθαμε για την έννοια της επιτάχυνσης του σώματος. Επιπλέον, εξετάσαμε τους νόμους της αλλαγής της ταχύτητας του σώματος από καιρό σε καιρό. Στη συνέχεια, μάθαμε πώς να κατασκευάζουμε γραφήματα της ταχύτητας του σώματος σε σχέση με το χρόνο και, τέλος, εισαγάγαμε την έννοια του σημείου καμπής.

Εργασία για το σπίτι