Spremenimo šolsko lekcijo fizike v razburljivo igro! V tem članku bo naša junakinja formula "Hitrost, čas, razdalja." Vsak parameter bomo analizirali posebej, navedli zanimive primere.

Hitrost

Kaj je "hitrost"? Lahko opazujete, kako gre en avto hitreje, drugi počasneje; ena oseba hodi hitro, druga si vzame čas. Tudi kolesarji potujejo z različnimi hitrostmi. ja! To je hitrost. Kaj je mišljeno s tem? Seveda razdalja, ki jo je oseba prepotovala. avto je vozil nekaj Recimo 5 km/h. Se pravi v 1 uri je prehodil 5 kilometrov.

Čas, razdalja? Začnimo s hitrostjo. Poglejte natančno, v čem se meri? Seveda, km/h, m/s. Obstajajo tudi druge merske enote, na primer km / s (v astronavtiki), mm / h (v biokemiji). Upoštevajte, kaj je pred in za znakom "/". Prvič, pomeni "ulomek", kar pomeni, da je v števcu - mm, km, m, v imenovalcu - h, s, min. Drugič, zdi se kot formula, kajne? Kilometri, metri - razdalja, dolžina in ura, sekunda, minuta - čas. Tukaj je namig za vas. Da bi si lažje zapomnili, kako najti hitrost, ne glejte na merske enote (km / h, m / s). Z eno besedo:

Čas

Kaj je čas? Seveda je odvisno od hitrosti. Na primer, na pragu čakate svojo mamo in starejšega brata. Prihajajo iz trgovine. Moj brat je prišel veliko prej. Mama je morala počakati še 5 minut. Zakaj? Ker so se premikali z različno hitrostjo. Da bi hitreje prišli na cilj, je seveda treba dodati hitrost: pospešiti tempo, bolj pritisniti na "plin" v avtu, pospešiti na kolesu. Le ko se vam mudi, bodite previdni in pozorni, da se ne zaletite v koga ali kaj.

Hitrost ima namig - km/h. Kaj pa s časom? Prvič, čas se meri v minutah, sekundah, urah. Formula "hitrost, čas, razdalja" se tukaj preoblikuje na naslednji način:

čas t[sek., min., h]=S[m, mm, km]/v[m/s, mm/min, km/h].

Če pretvorite ulomek v skladu z vsemi pravili matematike, zmanjšate parameter razdalje (dolžine), potem bo ostala samo sekunda, minuta ali ura.

Razdalja, prevožena razdalja

Tukaj bo lažje krmariti, najverjetneje za avtomobiliste, ki imajo v avtu števec kilometrov. Znali bodo ugotoviti, koliko kilometrov so prevozili, poznajo pa tudi hitrost. Ker pa je gibanje neenakomerno, ne bo mogoče določiti točnega časa gibanja, če le vzamemo

Formula poti (razdalje) je produkt hitrosti in časa. Seveda je najbolj priročen in dostopen parameter čas. Vsakdo ima uro. Hitrost pešcev ni strogo 5 km / h, ampak približno. Zato je tukaj morda napaka. V tem primeru raje vzemite zemljevid območja. Bodite pozorni na lestvico. Kaže naj, koliko kilometrov ali metrov je v 1 cm.Pritrdite ravnilo in izmerite dolžino. Na primer, od doma do glasbene šole vodi direktna cesta. Izkazalo se je, da je segment 5 cm, na lestvici pa je označeno 1 cm = 200 m, kar pomeni, da je dejanska razdalja 200 * 5 = 1000 m = 1 km. Koliko časa premaguješ to razdaljo? V pol ure? V tehničnem smislu je 30 minut = 0,5 h = (1/2) h Če rešimo problem, se izkaže, da hodimo s hitrostjo 2 km / h. Formula "hitrost, čas, razdalja" vam bo vedno pomagala rešiti problem.

Ne zamudite!

Svetujem vam, da ne zamudite zelo pomembnih točk. Ko dobiš nalogo, pozorno poglej, v katerih merskih enotah so podani parametri. Avtor problema lahko goljufa. Zapisal bo v podanem:

Moški je v 15 minutah prekolesaril 2 kilometra po pločniku. Ne hitite, da bi takoj rešili problem po formuli, sicer boste dobili neumnost in učitelj vam je ne bo štel. Ne pozabite, da v nobenem primeru ne smete storiti tega: 2 km / 15 min. Vaša merska enota bo km/min in ne km/h. Slednje morate doseči. Pretvorite minute v ure. Kako narediti? 15 minut je 1/4 ure ali 0,25 ure. Zdaj lahko varno 2km/0,25h=8 km/h. Zdaj je problem pravilno rešen.

Tako enostavno si je zapomniti formulo "hitrost, čas, razdalja". Samo upoštevajte vsa pravila matematike, bodite pozorni na merske enote v nalogi. Če obstajajo nianse, kot v zgornjem primeru, takoj pretvorite v sistem enot SI, kot je pričakovano.

Vsa opravila, pri katerih prihaja do gibanja predmetov, njihovega premikanja ali vrtenja, so tako ali drugače povezana s hitrostjo.

Ta izraz označuje gibanje predmeta v prostoru v določenem časovnem obdobju - število enot razdalje na časovno enoto. Je pogost »gost« obeh oddelkov matematike in fizike. Prvotno telo lahko spreminja svojo lokacijo enakomerno in pospešeno. V prvem primeru je hitrost statična in se med gibanjem ne spreminja, v drugem pa se, nasprotno, poveča ali zmanjša.

Kako najti hitrost - enakomerno gibanje

Če je hitrost telesa ostala nespremenjena od začetka gibanja do konca poti, potem govorimo o gibanju s konstantnim pospeškom - enakomerno gibanje. Lahko je ravna ali ukrivljena. V prvem primeru je tir telesa ravna črta.

Potem je V=S/t, kjer je:

• V je želena hitrost,
• S - prevožena razdalja (skupna pot),
• t je skupni čas gibanja.

Kako najti hitrost - pospešek je konstanten

Če se je predmet premikal pospešeno, se je njegova hitrost med premikanjem spreminjala. V tem primeru bo izraz pomagal najti želeno vrednost:

V \u003d V (začetek) + pri, kjer:

• V (začetek) - začetna hitrost predmeta,
• a je pospešek telesa,
• t je skupni čas potovanja.

Kako najti hitrost - neenakomerno gibanje

IN ta primer obstaja situacija, ko telo prehodi različne dele poti v različnih časih.
S(1) - za t(1),
S(2) - za t(2) itd.

Na prvem odseku je gibanje potekalo v "tempu" V(1), na drugem - V(2) in tako naprej.

Če želite izvedeti hitrost predmeta, ki se giblje do konca (njegova povprečna vrednost), uporabite izraz:

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

Kako najti hitrost - vrtenje predmeta

Pri rotaciji govorimo o kotni hitrosti, ki določa kot, za katerega se element zavrti na časovno enoto. Želena vrednost je označena s simbolom ω (rad / s).

• ω = Δφ/Δt, kjer je:

Δφ – prevoženi kot (prirast kota),
Δt - pretečeni čas (čas gibanja - časovni prirastek).

• Če je vrtenje enakomerno, je želena vrednost (ω) povezana s konceptom, kot je obdobje vrtenja - koliko časa bo trajalo, da naš predmet naredi 1 popoln obrat. V tem primeru:

ω = 2π/T, kjer je:
π je konstanta ≈3,14,
T je obdobje.

Ali ω = 2πn, kjer je:
π je konstanta ≈3,14,
n je frekvenca kroženja.

• Z znano linearno hitrostjo predmeta za vsako točko na poti gibanja in polmerom kroga, po katerem se premika, bo treba najti hitrost ω naslednji izraz:

ω = V/R, kjer je:
V je numerična vrednost vektorske količine (linearna hitrost),
R je polmer poti telesa.

Kako ugotoviti hitrost - točke približevanja in oddaljevanja

Pri tovrstnih nalogah bi bilo primerno uporabljati izraza hitrost približevanja in hitrost razdalje.

Če se predmeti premikajo drug proti drugemu, bo hitrost približevanja (umika) naslednja:
V (približevanje) = V(1) + V(2), kjer sta V(1) in V(2) hitrosti ustreznih predmetov.

Če eno od teles dohiti drugo, potem je V (približevanje) = V (1) - V (2), V (1) je večje od V (2).

Kako najti hitrost - gibanje na vodnem telesu

Če se dogodki odvijajo na vodi, se hitrost toka (tj. gibanje vode glede na fiksno obalo) prišteje k lastni hitrosti objekta (gibanje telesa glede na vodo). Kako sta ta pojma povezana?

V primeru premikanja navzdol je V=V(lastno) + V(tehnologija).
Če proti toku - V \u003d V (lasten) - V (pretok).

Koncept časa odraža takšne lastnosti sveta, kot sta nenehen razvoj, njegovo spreminjanje v človeškem umu. Procesi potekajo v določenem zaporedju in imajo določeno trajanje.

Opredelitev

Čas- fizična količina, ki odraža lastnost materialnih procesov, da imajo določeno trajanje, si sledijo v ustaljenem zaporedju in se razvijajo po stopnjah. Čas je označen s črko t.

Značilnosti časa kot fizikalne količine

Čas je neločljiv od materije in njenega gibanja, saj je njena oblika obstoja. O času samem nima smisla govoriti, saj razen materialnih procesov tok časa postane nesmiseln. Šele preučevanje procesov, ki potekajo v materialnem svetu, in njihovih medsebojnih odnosov naredi koncept časa fizično smiseln.

V nizu procesov, ki se dogajajo v naravi, zavzemajo posebno mesto ponavljajoči se procesi (ponavljanje dneva in noči, dihanje, gibanje zvezd po nebu itd.). Preučevanje in primerjava podobnih procesov med seboj vodi do ideje o trajanju materialnih procesov, primerjava njihovega trajanja vodi do ideje o njihovem merjenju.

Merilni standard je periodični proces, ki se imenuje ura. Obstajajo referenčni sistemi, v katerih je mogoče uvesti en sam čas z dovolj natančnostjo za prakso. Uvedba skupnega časa je dobro potrjena z eksperimentom. Teorija omogoča predvidevanje odstopanj skupnega časa, kar je mogoče empirično preveriti.

Trajanje fizičnega procesa, ki se pojavi na določeni točki, se določi z uro, ki se nahaja na isti točki. V tem primeru se uporablja neposredna primerjava, primerja se trajanje procesov, ki tečejo v eni točki. Merjenje trajanja se zmanjša na določitev začetka in konca obravnavanega procesa na lestvici procesa, ki se vzame kot referenca. V tem primeru govorijo o fiksiranju odčitkov ure v času začetka in konca procesa, kar nima nobene zveze z dejansko lokacijo ure (procesa) na točki obravnave.

Usklajevanje ur in preučevanje zakonitosti širjenja fizičnih signalov sta se razvijala vzporedno, medsebojno pa so se izpopolnjevala in dopolnjevala. Sinhronizacija se izvaja s pomočjo signalov, ki se širijo s končno hitrostjo. Ta metoda uporablja definicijo konstantne hitrosti: če signal prihaja iz točke, kjer ura kaže t 0 , ki se premika s hitrostjo v=const, potem ko signal prispe do točke na razdalji s, bi morala ura na tej točki pokaži čas.

Opredelitev

trenutna hitrost(ali pogosteje samo hitrost) materialne točke je fizikalna količina, ki je enaka prvemu odvodu radij-vektorja točke glede na čas (t). Hitrost je običajno označena s črko v. To je vektorska količina. Matematično je definicija vektorja trenutne hitrosti zapisana kot:

Hitrost ima smer, ki kaže smer gibanja materialne točke in leži na tangenti na tirnico njenega gibanja. Modul hitrosti je mogoče definirati kot prvi odvod dolžine poti glede na čas:

Hitrost označuje hitrost gibanja v smeri gibanja točke glede na obravnavani koordinatni sistem.

Hitrost v različnih koordinatnih sistemih

Projekcije hitrosti na osi kartezičnega koordinatnega sistema bomo zapisali kot:

Zato lahko vektor hitrosti v kartezičnih koordinatah predstavimo kot:

kje so enotski vektorji. V tem primeru se modul vektorja hitrosti najde po formuli:

V cilindričnih koordinatah se modul hitrosti izračuna po formuli:

v sferičnem koordinatnem sistemu:

Posebni primeri formul za izračun hitrosti

Če se modul hitrosti ne spreminja v času, se takšno gibanje imenuje enakomerno (v=const). Pri enakomernem gibanju lahko hitrost izračunamo po formuli:

kjer je s dolžina poti, t je čas, ki ga materialna točka potrebuje, da prehodi pot s.

Pri pospešenem gibanju lahko hitrost najdemo kot:

kjer je pospešek točke, je dolžina časa, v katerem se upošteva hitrost.

Če je gibanje enako spremenljivo, se za izračun hitrosti uporabi naslednja formula:

kjer je začetna hitrost gibanja, .

Enote za hitrost

Osnovna enota za hitrost v sistemu SI je: [v]=m/s 2