Trasformiamo una lezione di fisica scolastica in un gioco emozionante! In questo articolo, la nostra eroina sarà la formula "Velocità, tempo, distanza". Analizzeremo ogni parametro separatamente, forniremo esempi interessanti.

Velocità

Cos'è la "velocità"? Puoi guardare un'auto andare più veloce, un'altra più lenta; una persona cammina veloce, l'altra si prende il suo tempo. Anche i ciclisti viaggiano a velocità diverse. SÌ! È la velocità. Cosa si intende con esso? Certo, la distanza percorsa da una persona. l'auto ha guidato per alcuni Diciamo che 5 km / h. Cioè, in 1 ora ha percorso 5 chilometri.

Tempo, distanza? Iniziamo con la velocità. Guarda bene, in cosa si misura? Naturalmente, km/h, m/s. Esistono altre unità di misura, ad esempio km / s (in astronautica), mm / h (in biochimica). Nota cosa viene prima e dopo il segno "/". In primo luogo, significa "frazione", il che significa che al numeratore - mm, km, m, al denominatore - h, s, min. In secondo luogo, sembra una formula, vero? Chilometri, metri - distanza, lunghezza e ora, secondo, minuto - tempo. Ecco un suggerimento per te. Per ricordare più facilmente come trovare la velocità, non guardare le unità di misura (km / h, m / s). In una parola:

Tempo

Che ora è? Ovviamente dipende dalla velocità. Ad esempio, stai aspettando sulla soglia di tua madre e tuo fratello maggiore. Vengono dal negozio. Mio fratello è arrivato molto prima. La mamma ha dovuto aspettare altri 5 minuti, perché? Perché si muovevano a velocità diverse. Certo, per arrivare a destinazione più velocemente è necessario aggiungere velocità: accelerare il ritmo, esercitare maggiore pressione sul "gas" in macchina, accelerare in bicicletta. Solo quando hai fretta, stai attento e vigile per non sbattere contro qualcuno o qualcosa.

La velocità ha un indizio: km/h. Ma per quanto riguarda il tempo? Innanzitutto, il tempo viene misurato in minuti, secondi, ore. La formula "velocità, tempo, distanza" qui viene trasformata come segue:

tempo t[sec., min., h]=S[m, mm, km]/v[m/s, mm/min, km/h].

Se converti la frazione secondo tutte le regole della matematica, riduci il parametro distanza (lunghezza), quindi rimarranno solo un secondo, un minuto o un'ora.

Distanza, distanza percorsa

Sarà più facile navigare qui, molto probabilmente per gli automobilisti che hanno un contachilometri in macchina. Saranno in grado di determinare quanti chilometri hanno percorso e conosceranno anche la velocità. Ma poiché il movimento è irregolare, non sarà possibile impostare l'ora esatta del movimento, se solo prendiamo

La formula del percorso (distanza) è il prodotto della velocità e del tempo. Naturalmente, il parametro più conveniente e accessibile è il tempo. Tutti hanno un orologio. La velocità dei pedoni non è rigorosamente di 5 km/h, ma approssimativamente. Pertanto, potrebbe esserci un errore qui. In questo caso, è meglio prendere una mappa della zona. Presta attenzione a quale scala. Dovrebbe indicare quanti chilometri o metri ci sono in 1 cm, attaccare un righello e misurare la lunghezza. Ad esempio, c'è una strada diretta da casa a una scuola di musica. Il segmento è risultato essere di 5 cm e sulla scala è indicato 1 cm = 200 m Ciò significa che la distanza reale è 200 * 5 = 1000 m = 1 km. Quanto tempo copri questa distanza? In mezz'ora? In termini tecnici, 30 minuti = 0,5 h = (1/2) h Se risolviamo il problema, si scopre che stiamo camminando a una velocità di 2 km / h. La formula "velocità, tempo, distanza" ti aiuterà sempre a risolvere il problema.

Non perderti!

Ti consiglio di non perdere punti molto importanti. Quando ti viene assegnato un compito, osserva attentamente in quali unità di misura vengono forniti i parametri. L'autore del problema può imbrogliare. Scriverà in dato:

Un uomo ha pedalato per 2 chilometri su un marciapiede in 15 minuti. Non affrettarti a risolvere immediatamente il problema secondo la formula, altrimenti otterrai sciocchezze e l'insegnante non lo conterà per te. Ricorda che in nessun caso dovresti farlo: 2 km / 15 min. La tua unità di misura sarà km/min, non km/h. Devi raggiungere quest'ultimo. Converti i minuti in ore. Come farlo? 15 minuti sono 1/4 di ora o 0,25 ore Ora puoi tranquillamente raggiungere 2 km/0,25 h=8 km/h. Ora il problema è risolto correttamente.

È così facile ricordare la formula "velocità, tempo, distanza". Basta seguire tutte le regole della matematica, prestare attenzione alle unità di misura nel problema. Se ci sono sfumature, come nell'esempio discusso appena sopra, convertire immediatamente nel sistema di unità SI, come previsto.

Tutti i compiti in cui c'è movimento di oggetti, il loro movimento o rotazione, sono in qualche modo collegati alla velocità.

Questo termine caratterizza il movimento di un oggetto nello spazio per un certo periodo di tempo: il numero di unità di distanza per unità di tempo. È un frequente "ospite" di entrambe le sezioni di matematica e fisica. Il corpo originale può cambiare posizione sia uniformemente che con accelerazione. Nel primo caso la velocità è statica e non cambia durante il movimento, nel secondo, al contrario, aumenta o diminuisce.

Come trovare la velocità - moto uniforme

Se la velocità del corpo è rimasta invariata dall'inizio del movimento alla fine del percorso, allora stiamo parlando di movimento con accelerazione costante - moto uniforme. Può essere dritto o curvo. Nel primo caso, la traiettoria del corpo è una linea retta.

Allora V=S/t, dove:

• V è la velocità desiderata,
• S - distanza percorsa (percorso totale),
• t è il tempo totale di movimento.

Come trovare la velocità: l'accelerazione è costante

Se un oggetto si muoveva con accelerazione, la sua velocità cambiava mentre si muoveva. In questo caso, l'espressione aiuterà a trovare il valore desiderato:

V \u003d V (inizio) + a, dove:

• V (inizio) - la velocità iniziale dell'oggetto,
• a è l'accelerazione del corpo,
• t è il tempo di percorrenza totale.

Come trovare la velocità - movimento irregolare

IN questo caso c'è una situazione in cui il corpo passa diverse parti del percorso in tempi diversi.
S(1) - per t(1),
S(2) - per t(2), ecc.

Nella prima sezione, il movimento ha avuto luogo al "tempo" V(1), nella seconda - V(2), e così via.

Per scoprire la velocità di un oggetto che si muove completamente (il suo valore medio), usa l'espressione:

V= (S(1)+S(2))/(t(1)+t(2)).

Come trovare la velocità - rotazione di un oggetto

Nel caso della rotazione si parla di velocità angolare, che determina l'angolo di rotazione dell'elemento nell'unità di tempo. Il valore desiderato è indicato dal simbolo ω (rad / s).

• ω = Δφ/Δt, dove:

Δφ - angolo superato (incremento dell'angolo),
Δt - tempo trascorso (tempo di movimento - incremento di tempo).

• Se la rotazione è uniforme, il valore desiderato (ω) è associato a un concetto come il periodo di rotazione: quanto tempo impiegherà il nostro oggetto a compiere 1 giro completo. In questo caso:

ω = 2π/T, dove:
π è una costante ≈3.14,
T è il periodo.

Oppure ω = 2πn, dove:
π è una costante ≈3.14,
n è la frequenza di circolazione.

• Con la velocità lineare nota dell'oggetto per ogni punto sulla traiettoria di movimento e il raggio del cerchio lungo il quale si muove, per trovare la velocità ω sarà necessario seguente espressione:

ω = V/R, dove:
V è il valore numerico della grandezza vettoriale (velocità lineare),
R è il raggio della traiettoria del corpo.

Come trovare la velocità: avvicinamento e allontanamento dei punti

In tali compiti, sarebbe opportuno utilizzare i termini velocità di avvicinamento e velocità di distanza.

Se gli oggetti si stanno dirigendo l'uno verso l'altro, la velocità di avvicinamento (ritirata) sarà la seguente:
V (avvicinamento) = V(1) + V(2), dove V(1) e V(2) sono le velocità degli oggetti corrispondenti.

Se uno dei corpi raggiunge l'altro, allora V (avvicinamento) = V (1) - V (2), V (1) è maggiore di V (2).

Come trovare la velocità: movimento su uno specchio d'acqua

Se gli eventi si svolgono sull'acqua, la velocità della corrente (cioè il movimento dell'acqua rispetto a una riva fissa) viene aggiunta alla velocità dell'oggetto (movimento del corpo rispetto all'acqua). Come sono collegati questi concetti?

Nel caso di spostamento a valle, V=V(own) + V(tech).
Se contro corrente - V \u003d V (proprio) - V (flusso).

Il concetto di tempo riflette proprietà del mondo come lo sviluppo costante, il suo cambiamento nella mente umana. I processi vanno in una certa sequenza, mentre hanno una certa durata.

Definizione

Tempo- una grandezza fisica che riflette la proprietà dei processi materiali di avere una certa durata, di susseguirsi in una sequenza stabilita e di svilupparsi per stadi. Il tempo è indicato dalla lettera t.

Caratteristiche del tempo come grandezza fisica

Il tempo è inseparabile dalla materia e dal suo movimento, in quanto ne è la forma di esistenza. Non ha senso parlare del tempo in sé, perché a parte i processi materiali, il flusso del tempo diventa privo di significato. Solo lo studio dei processi che avvengono nel mondo materiale e delle loro interrelazioni rende fisicamente significativo il concetto di tempo.

In una serie di processi che si verificano in natura, un posto speciale è occupato da processi ripetitivi (la ripetizione dei giorni e delle notti, la respirazione, il movimento delle stelle nel cielo, ecc.). Lo studio e il confronto di processi simili tra loro porta all'idea della durata dei processi materiali, il confronto della loro durata porta all'idea della loro misurazione.

Lo standard di misurazione è un processo periodico, chiamato orologio. Esistono sistemi di riferimento in cui è possibile introdurre un tempo unico con sufficiente accuratezza per la pratica. L'introduzione del tempo comune è ben confermata dall'esperimento. La teoria consente di prevedere deviazioni del tempo comune, che possono essere verificate empiricamente.

La durata del processo fisico che si verifica in un determinato punto è determinata utilizzando un orologio che si trova nello stesso punto. In questo caso viene utilizzato il confronto diretto, vengono confrontate le durate dei processi che scorrono in un punto. La misurazione della durata si riduce a fissare l'inizio e la fine del processo considerato sulla scala del processo, che viene presa come riferimento. In questo caso, parlano di fissare le letture dell'orologio al momento dell'inizio e della fine del processo, e questo non ha nulla a che fare con l'effettiva posizione dell'orologio (processo) nel punto in esame.

La sincronizzazione dell'orologio e lo studio delle leggi di propagazione dei segnali fisici si svilupparono in parallelo, mentre avvenivano perfezionamenti e aggiunte reciproche. La sincronizzazione viene eseguita utilizzando segnali che si propagano a una velocità finita. Questo metodo utilizza la definizione di velocità costante: se un segnale proviene dal punto in cui l'orologio mostra t 0 , muovendosi a una velocità v=const, allora quando il segnale arriva in un punto a una distanza s, l'orologio a questo punto dovrebbe mostra l'ora.

Definizione

velocità istantanea(o più spesso solo velocità) di un punto materiale è una grandezza fisica pari alla derivata prima del raggio-vettore del punto rispetto al tempo (t). La velocità è solitamente indicata dalla lettera v. Questa è una quantità vettoriale. Matematicamente, la definizione del vettore velocità istantanea è scritta come:

La velocità ha una direzione che indica la direzione del movimento di un punto materiale e giace su una tangente alla traiettoria del suo movimento. Il modulo di velocità può essere definito come la derivata prima della lunghezza del percorso (s) rispetto al tempo:

La velocità caratterizza la velocità di movimento nella direzione di movimento del punto rispetto al sistema di coordinate considerato.

Velocità in diversi sistemi di coordinate

Le proiezioni di velocità sugli assi del sistema di coordinate cartesiane saranno scritte come:

Pertanto, il vettore velocità in coordinate cartesiane può essere rappresentato come:

dove sono i vettori unitari. In questo caso, il modulo del vettore velocità si trova utilizzando la formula:

In coordinate cilindriche, il modulo di velocità viene calcolato utilizzando la formula:

nel sistema di coordinate sferiche:

Casi speciali di formule per il calcolo della velocità

Se il modulo di velocità non cambia nel tempo, tale movimento è detto uniforme (v=const). Con moto uniforme, la velocità può essere calcolata utilizzando la formula:

dove s è la lunghezza del percorso, t è il tempo impiegato dal punto materiale per percorrere il percorso s.

Nel moto accelerato, la velocità può essere trovata come:

dove è l'accelerazione del punto, è il periodo di tempo durante il quale viene considerata la velocità.

Se il movimento è ugualmente variabile, viene utilizzata la seguente formula per calcolare la velocità:

dove è la velocità iniziale di movimento, .

Unità di velocità

L'unità base della velocità nel sistema SI è: [v]=m/s 2