Швидкість, рівномірний рух.
Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалась, хоч ми і залишались на тому самому місці. Нерухомі ж тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача.
Механічний рух є відносним. Одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого. Наприклад, автобус буде рухомим відносно дерева, що росте на узбіччі дороги і нерухомим відносно пасажира, який їде в його салоні. Отже, для механічного руху можна сформулювати точніше означення: це зміна положення тіла відносно інших тіл. Такі тіла називають тілами відліку.
Механічний рух відбувається не лише в просторі,але і в часі. Тому, описуючи рух, треба знати час, протягом якого він відбувався. така залежність руху і часу відображає закон єдності руху і часу: рух і час нероздільні. Час, як і будь-яку іншу фізичну величину, можна виміряти за допомогою годинника. В системі СІ час вимірюють у секундах.
Тіло, рухаючись, з часом переходить з однієї точки простору в іншу, описуючи певну траєкторію (лінію, вздовж якої воно рухається). Так от, довжина цієї траєкторії і буде визначати відстань, яку пройшло тіло за певний проміжок часу. Це теж фізична величина, яку називають шляхом. Вона характеризується лише числовим значенням і не має напряму. В системі СІ шлях вимірюється в метрах.
Коли тіло рухається, то за певний час воно проходить деякий шлях. Для різних тіл, що рухаються, цей шлях може бути різним. Наприклад, пішохід за годину пройде лише 5 км, а автомобіль за той самий час проїде 60 км. Порівнявши рух пішохода і автомобіля, можна сказати, що другий рухається швидше.
Для порівняння руху різних тіл у фізиці використовують таку характеристику руху як швидкість.
Швидкість – це фізична величина, яка характеризує механічний рух і чисельно дорівнює відношенню шляху, який проходить тіло, до часу, протягом якого цей шлях пройдено.
Пішохід у наведеному вище прикладі за 1 год проходить 5 км, отже його швидкість 5 км за год, відповідно швидкість автомобіля 60 км/год. Для обчислення швидкості механічного руху треба пройдений шлях поділити на час, за який цей шлях пройдено.
Позначимо v – швидкість, s – шлях, t – час, тоді отримаємо формулу для швидкості : v = s / t (1)
Основною одиницею швидкості в СІ є 1 метр за секунду ( 1 м/с ). Використовують також кратні і дольні до основних одиниць СІ :
- для шляху – км, дм, см, мм і т.д. ;
- для часу – рік, доба, год, хв і т.д. ;
- для швидкості – км/год, км/с, см/хв, км/хв і т.д.
Для вимірювання швидкості механічного руху використовують прилад, який називається спідометром. За його шкалою можна визначити швидкість руху в будь-який момент часу.
Швидкість механічного руху є відносною величиною. Її значення залежить від вибору тіла, бо важливо знати і те, в якому напрямі рухається тіло. Тому на малюнках і схемах швидкість зображають стрілками, які показують напрям руху тіла. Довжина стрілки в певному масштабі показує числове значення швидкості.
Часто у фізиці доводиться розв’язувати задачу на визначення пройденого тілом шляху, коли відомі час та швидкість його руху. З формули (1):
s = v * t
Отже, шлях, пройдений тілом, пропорційний до часу. Така залежність на графіку зображається прямою лінією.
Отже, швидкість такого руху з часом не змінюється. Такий рух називається рівномірним. Під час рівномірного руху тіло за будь-які однакові проміжки часу проходить однакові відрізки шляху.
Перевір себе
- Дай відповіді на питання.
- Який рух ми називаємо механічним?
- Чому механічний рух відносний?
- Чи можна описати рух без часу?
- Назвіть природні і штучні годинники.
- Які ви знаєте одиниці часу? Назвіть основну одиницю часу в системі СІ.
- Що характеризує швидкість?
- Які є одиниці швидкості? Одиниці СІ?
- Який рух ми називаємо рівномірним?
- Чи є швидкість механічного руху відносною величиною? Чому?
- Як зв’язаний шлях, пройдений тілом з часом при рівномірному русі?
- Склади «фізичне доміно»
- Дидактична гра «Шпигун»
Текст треба прочитати, запам’ятати та якомога точніше відтворити
Бажаючи описати стан фізичних тіл довкола нас, ми часто називаємо одні з них рухомими, інші – нерухомими. Дерева в садку, різні будівлі, мости ми вважаємо, не вагаючись, нерухомими, а літаки в небі, автотранспорт, що їде по дорозі, падаючі краплі дощу – рухомими. Що дає підставу поділяти тіла на нерухомі і рухомі? Чим рухомі тіла відрізняються від нерухомих?
Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі, що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалась, хоч ми і залишались на тому самому місці. Нерухомі ж тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача. Зміна положення тіла в просторі називається механічним рухом.
Механічний рух є відносним. Одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого. Наприклад, автобус буде рухомим відносно дерева, що росте на узбіччі дороги і нерухомим відносно пасажира, який їде в його салоні. Отже, для механічного руху можна сформулювати точніше означення: це зміна положення тіла відносно інших тіл. Такі тіла називають тілами відліку.
4. Розв’яжи задачі
1. Турист ішов 20 хв зі швидкістю 5,4 км/год. Який шлях він пройшов за цей час?
2. Поїзд довжиною 240 м, рухаючись рівномірно, пройшов міст за 2 хв. Яка швидкість поїзда, якщо довжина моста дорівнює 360 м?
3. Один автомобіль, рухаючись рівномірно зі швидкістю 16 м/с, проїхав тунель за 30 с, а інший автомобіль, рухаючись рівномірно, проїхав той самий тунель за 24 с. Яка швидкість другого автомобіля?