ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ



Роздiл 2 МЕХАНІЧНИЙ РУХ

&17. ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ

Якщо тіло за першу секунду пройшло шлях 5 м, за другу – знову 5 м, за третю – також 5 м і т. д., тобто за кожну будь-яку секунду тіло проходить однаковий шлях, то такий рух є рівномірним.

Дослід. Візьмемо вимірювальний циліндр завдовжки 40 см, діаметр якого 4 см (мал. 55). Закриємо його корком, попередньо наливши в нього води й помістивши кульку. Встановимо циліндр вертикально або з нахилом так, щоб у початковий момент кулька була розташована у верхньому кінці циліндра. Кулька почне повільно тонути, і буде зручно спостерігати за характером її руху. У результаті досліду переконаємося, що кулька проходитиме однакові відрізки шляху за однакові інтервали часу. Отже, рух кульки є рівномірним.

ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ

Мал. 55

Рівномірним рухом називають такий рух, під час якого тіло за будь-які однакові інтервали часу проходить однаковий шлях.

Прикладом рівномірного руху є рух точки земної поверхні під час обертання Землі навколо своєї осі. За рівномірний рух

можна прийняти рух точок годинникових стрілок, рівномірно може рухатися автомобіль по прямій і рівній дорозі.

Отже, усі тіла природи перебувають у механічному русі. Вони можуть рухатися рівномірно або нерівномірно по безлічі різних траєкторій, які можуть бути дуже складними. Надалі ми будемо розглядати найпростіший для дослідження й опису вид механічного руху тіл – прямолінійний рівномірний рух.

Прямолінійний рух – це такий рух, під час якого траєкторією тіла є пряма лінія. Прикладом прямолінійного руху може бути рух автомобіля по ділянці шосе, де немає підйомів, спусків і поворотів.

Прямолінійним рівномірним рухом називають такий рух, під час якого тіло за будь-які однакові інтервали часу проходить однаковий шлях по прямолінійній траєкторії.

Спостереження. Ми знаходимося влітку на відпочинку на березі Чорного моря і бачимо, як катер, що рівномірно рухається по морю, обганяють дельфіни, які також пливуть рівномірно.

Чим різняться ці рівномірні рухи: човна і дельфінів? їх відмінність полягає в тому, що дельфіни рухаються швидше від човна.

Наприклад, літак рухається швидше, ніж поїзд, але повільніше, ніж штучний супутник Землі. А це означає, що протягом того самого інтервалу часу дельфіни пропливають більший шлях, ніж човен, літак пролітає більший шлях, ніж проїжджає поїзд, а супутник – більший шлях, ніж літак.

Рухи човна, дельфінів, поїзда, літака й супутника відрізняються їх швидкістю. Кажуть, що те тіло, яке за одиницю часу проходить більший шлях, рухається з більшою швидкістю.

Швидкість рівномірного руху тіла – це фізична величина, що показує, який шлях проходить тіло за одиницю часу.

Наприклад, якщо за кожну годину автомобіль проїжджає 60 км, а літак пролітає 600 км, то кажуть, що швидкість руху автомобіля дорівнює 60 км за годину, а швидкість руху літака – 600 км за годину.

Швидкість руху тіла позначають малою латинською літерою V. Одиницею швидкості в СІ є один метр за секунду (1 м/с).

1 м/с – це швидкість руху тіла, під час якого воно за 1 с проходить шлях 1 м.

Застосовують ще й такі одиниці швидкості руху тіла:

1 м/с = 0,001 км/с; 1 км/с = 1000 м/с;

1 км/год = 1000 м/3600 с = 0,28 м/с; 1 м/с = 3,6 км/год.

Щоб визначити швидкість рівномірного руху тіла, треба шлях, пройдений тілом за певний інтервал часу, поділити на цей інтервал:

V = ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ,

Де v – швидкість руху тіла; l – шлях, пройдений тілом; t – час руху тіла.

На відміну від інших фізичних величин, значення швидкостей лежать у визначених межах: від 0 (коли тіло перебуває у спокої) до швидкості поширення світла в безповітряному просторі, яка дорівнює 300 000 км/с.

Швидкість звичайної ходи людини дорівнює 1м/с. Під час бігу на довгі дистанції людина розвиває швидкість до 7 м/с, а на короткі – до 10 м/с. Велосипедист може їхати зі швидкістю 14 м/с. У воді плавець рухається зі швидкістю 2 м/с.

Ці значення швидкостей незначні порівняно зі швидкістю представників тваринного світу. Якби ноги спортсмена-бігуна рухалися так само швидко, як ноги мурашки, то він розвинув би швидкість до 1500 км/год. Найбільша швидкість руху людини втричі менша від швидкості руху гепарда. У воді людина плаває у 18 разів повільніше, ніж найшвидший житель океану – риба-меч. Синій кит, маса якого дорівнює 130 т, може розвивати у воді швидкість до 37 км/год. Для порівняння вкажемо, що моторний човен може рухатися зі швидкістю 30 км/год.

Проте людина створила транспортні засоби, які розвивають значні швидкості. Гепард уже не може змагатися з легковим автомобілем, поїздом чи мотоциклом. Спеціальні гоночні автомобілі розвивають швидкість до 284 м/с (1022,4 км/год). Гелікоптери і літаки значно випереджають сапсана – найшвидшого птаха. Космічним ракетам, які летять до інших планет, надають швидкостей від 10 до 17 км/с.

Швидкість руху тіла характеризується не тільки числовим значенням, а й напрямом. Наприклад, щоб дізнатися, де буде через 5 год подорожітурист, який вийшов з Києва, треба знати не тільки, з якою швидкістю він рухається, а й у якому напрямі (напрям швидкості).

Величини, які залежать від напряму в просторі, називають векторними величинами, або векторами.

Швидкість руху тіла є векторною величиною.

На малюнках вектор швидкості зображають стрілкою, напрям якої збігається з напрямом швидкості, а довжина дорівнює числовому значенню швидкості в певному масштабі (мал. 56).

Знаючи швидкість рівномірного руху тіла, можна визначити шлях, який воно проходить за певний час. Нехай, наприклад, велосипедист рухається зі швидкістю 5 м/с. Це означає, що за кожну секунду він проїжджає 5 м. Оскільки рух велосипедиста рівномірний, то він за 10 с подолає шлях, у 10 разів більший, тобто 5 м/с помножимо на 10 с і отримаємо 50 м.

ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ

Мал. 56

Щоб визначити шлях, який проходить тіло під час рівномірного руху, треба швидкість руху тіла помножити на час його руху:

L = vt.

Знаючи шлях і швидкість рівномірного руху тіла, можемо визначити час його руху. Наприклад, за який час плавець перепливе озеро завширшки 200 м, якщо він пливе зі швидкістю 2 м/с?

За 1 с спортсмен пропливає 2 м. Щоб визначити, скільки секунд він затратить на те, щоб пропливти 200 м, треба дізнатися, скільки разів у 200 м уміститься 2 м. Для цього 200 поділимо на 2 і отримаємо 100. Час, за який плавець пропливе озеро, дорівнює 100 с, або 1 хв 40 с.

Щоб визначити час руху тіла, треба пройдений тілом шлях поділити на швидкість руху тіла:

V = ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ.

Це цікаво знати

– Американська ящірка бігає по воді, як по твердій землі, зі швидкістю 11 км/год. Щоб це могла зробити людина, її ступні за розмірами мали б нагадувати розкриті парасольки, а за секунду вона мала б робити 20 кроків.

– В Австралії щороку проводяться змагання, у яких беруть участь незвичайні бігуни – земляні черв’яки – найшвидші безногі бігуни (повзуни), які рухаються зі швидкістю 15 м/год.

– Жук-скакун має гарний зір, але під час бігу зі швидкістю 8 км/год він нічого не бачить. Якби він мав розміри людини, то 100 м пробігав би за 0,5 с.

– Акула плаває в 10 разів швидше, ніж людина-спортсмен, досягаючи швидкості 50 км/год. А креветка-богомол наносить удар клешнею зі швидкістю дрібнокаліберної кулі (удар триває 0,005 с).

– У підручниках з біології ви знайдете багато цікавих відомостей. Наприклад, що швидкість руху води у стовбурі хвойних рослин сягає 0,5-1,0 см/год, а в листяних – набагато більше – 40 см/год. Швидкість ця залежить від багатьох зовнішніх чинників, і передусім – від температури навколишнього середовища.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1. Який рух називають рівномірним? Наведіть приклади руху, близького до рівномірного.

2. Чим відрізняються один від одного рівномірні рухи плавця, гепарда, орла і літака?

3. Що показує швидкість рівномірного руху тіла?

4. Як визначити швидкість, знаючи пройдений шлях і час руху тіла?

5. Назвіть одиниці швидкості руху тіла.

6. Швидкість руху тіла є векторною величиною. Що це означає?


1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (No Ratings Yet)


Неозначена форма дієслова.
Ви зараз читаєте: ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РІВНОМІРНИЙ РУХ. ШВИДКІСТЬ ПРЯМОЛІНІЙНОГО РІВНОМІРНОГО РУХУ