Головна ⇒ 📌Фізика ⇒ Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Розділ ІІ МЕХАНІЧНИЙ РУХ

&16. Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

✓ Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла.

✓ Наведіть приклади фізичних величин, пов’язаних між собою прямою пропорційною залежністю.

1. Серед різноманітних механічних рухів найпростішим є рівномірний рух тіла. Рівномірним називають такий рух, за якого тіло впродовж будь-яких однакових інтервалів часу проходить однакові шляхи.

Наприклад, якщо поїзд на досить довгому перегоні проходить за кожну годину 60 км, за кожні півгодини 30 км, за

кожну хвилину 1 км і т. д., то його рух рівномірний. Рівномірний рух можна спостерігати на досліді з рухомим візком, на якому встановлена крапельниця (рис. 37). Через рівні інтервали часу з крапельниці падають краплі. Вимірявши відстані між слідами двох сусідніх крапель, можна помітити, що вони однакові. Це означає, що візок рухається рівномірно вздовж прямої лінії. Такий рух називають рівномірним прямолінійним рухом. Рівномірний рух може відбуватися не тільки вздовж прямої. Так, наприклад, стрілки годинника також рухаються рівномірно, але кожна їхня точка описує кола з різними радіусами.

Рис.

Далі, ми будемо вивчати у цьому параграфі тільки рівномірний прямолінійний рух.

Рівномірним прямолінійним рухом називають такий рух, під час якого тіло за будь-які рівні інтервали часу здійснює однакові переміщення.

Уявімо собі, що з пункту А до пункту В рівномірно рухаються автомобіль, велосипедист і пішохід (рис. 38).

Рис. 38

Хоча усі три рухи є рівномірними, вони зазвичай відрізняються один від одного: автомобіль рухається найшвидше і першим приїде до пункту В; потім туди приїде велосипедист і, нарешті, дійде пішохід. Отже, рухи цих тіл відрізняються темпом руху, інакше кажучи, швидкостями.

Для визначення швидкості рівномірного руху тіла потрібно поділити шлях, пройдений тілом, на час, упродовж якого цей шлях був пройдений:

Швидкість =

Якщо тіло рухається прямолінійно і при цьому не змінює напрям руху, то, очевидно, модуль його переміщення (s) дорівнює пройденому шляху (l).

Швидкість – це векторна фізична величина, оскільки вона, крім числового значення, має ще й напрям. На рисунках напрям швидкості руху тіла вказують стрілкою. Швидкість позначають v, переміщення – s і час – t. Тому можна записати формулу для знаходження швидкості

У вказаному вище випадку рівномірного прямолінійного руху s = l, і для величини (модуля) швидкості можна записати:

Тобто швидкість тіла показує, який шлях воно проходить за одиницю часу або яке переміщення воно здійснює за одиницю часу.

4. За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномірного прямолінійного руху, за якого тіло впродовж 1 с здійснює переміщення 1 м.

Основною одиницею швидкості є метр за секунду (1 м/с). Окрім неї можливі й інші: міліметр за секунду (1 мм/с), сантиметр за секунду (1 см/с), кілометр за годину (1 км/год).

Швидкість руху транспортних засобів прийнято виражати в км/год. Наприклад, швидкість автомобіля – 60 км/год, швидкість велосипедиста – 20 км/год. А ось швидкість равлика зручніше вимірювати у менших одиницях; так, швидкість виноградного равлика становить біля 1,5 мм/с.

Швидкість автомобіля вимірюють спеціальним приладом – спідометром (рис. 39).

Рис. 39

5. Приклад розв’язування задачі.

Чи зможе людина перегнати вітер, якщо відомо, що спортивну дистанцію 1500 м вона пробігає за 4 хв 10 с? Швидкість помірного вітру дорівнює приблизно 6 м/с, а швидкість штормового вітру складає біля 21 м/с. Перш ніж розв’язувати задачу, зверніть увагу на одиниці часу. У таких випадках потрібно виразити час в однакових одиницях, краще в секундах, оскільки секунда – основна одиниця часу.

4 хв 10 с = 4 ∙ 60 с + 10 с = 250 с.

Уведемо позначення:

V – швидкість людини, що біжить;

V1 – швидкість помірного вітру;

V2 – швидкість штормового вітру.

Пригадаємо, що шлях позначається буквою l, а час – буквою t. Скорочений запис умови задачі і її розв’язування здійснюється так.

Розв’язування.

Згідно з визначенням швидкість людини дорівнює v = ;

V = = 6 м/с.

Відповідь. v = 6 м/с. Отже:

1) людина не зможе перегнати штормовий вітер: v < v2;

2) людина не зможе перегнати помірний вітер, але її швидкість може приблизно дорівнювати швидкості такого вітру: v ≈ v1.

Запитання для самоперевірки

1. Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом?

2. Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху? За якою формулою можна її розрахувати?

3. Які фізичні величини називають векторними?

4. Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною?

5. Які одиниці швидкості ви знаєте?

6. Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля?

Завдання 9

1. Хто рухається швидше: велосипедист, швидкість якого становить 18 км/год, чи ковзаняр, швидкість якого 10 м/с?

2. За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 1,2 м/с. Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв?

3. Як ви вважаєте, швидкість 1 м/с – це велика чи мала швидкість?

4. Розгляньте формулу v = . Чи можна вважати, що швидкість рівномірного прямолінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху? Відповідь обгрунтуйте.