Что такое равномерное и неравномерное движение в физике

Что такое равномерное и неравномерное движение в физике

Движение тела может быть равномерным или неравномерным.

1. Что такое равномерное движение?

Если тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

В природе абсолютно равномерное движение встречается очень редко, так как в начале пути тело обычно разгоняется, а в конце тормозит.

Примерно равномерным можно считать движение Земля вокруг Солнца, ведь за каждый год Земля делает ровно один оборот.
Автомобиль может двигаться равномерно только на каком-то участке пути.
Считается, что молекула газа от одного соударения о другую молекулу до другого движется равномерно.
Примерно равномерно по окружности движется конец стрелки часов.

Для решения задач часто движение тела принимается условно равномерным (разгон и торможение тела не учитываются).

2. Что такое неравномерное движение?

Если тело за равные промежутки времени проходит разные пути, то его движение называют неравномерным.

Поезд, отходя от станции и ускоряя свое движение, проходит за одинаковые промежутки времени все большие и большие пути. Подходя к станции, он тормозит и проходит за одинаковые промежутки времени все меньшие пути.
Конькобежец от старта до финиша пробегает одинаковые отрезки пути за разное время.

3. Классический опыт с тележкой:

На тележке установлена капельница.

а). Равномерное движение тележки:
Капли падают через одинаковые промежутки времени, расстояние между каплями на бумаге равны между собой.
Тележка за одинаковые промежутки времени проходит равные пути.

б). Неравномерное движение тележки:
Капли падают через одинаковые промежутки времени, а расстояние между следами капель при движении тележки неравны.
Тележка за одинаковые промежутки времени проходит разные пути.

Источник

Равномерное и неравномерное движение

Содержание

В прошлом уроке мы дали определение механическому движению; узнали, что оно относительно; рассмотрели такие характеристики как траектория и путь.

Движение бывает прямолинейным и криволинейным. Но, как вы уже догадываетесь, у движения есть и другие важные характеристики. В данном уроке вы познакомитесь с определениями равномерного и неравномерного движения.

Равномерное движение

Рассмотрим две ситуации. В первой мы наблюдаем за автомобилем. Он движется по пустой прямой дороге.
Во второй ситуации мы видим, как ребенок скатывается на санках с горки. Что объединяет эти две ситуации?

В обоих случаях тела движутся по прямой линии, т.е. совершают прямолинейное движение. Но, если машина за каждую минуту проезжает по одному километру, то про санки мы не можем сказать то же самое.

Итак, машина за каждые 5 минут проедет 5 км, за каждые полчаса (30 мин) – 30 км, за каждый час (60 мин) – 60 км. В таком случае говорят, что тело движется равномерно.

Равномерное движение – это механическое движение, при котором тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути.

При равномерном движении скорость не изменяется

Мы должны понимать, что в реальной жизни водителю не удастся поддерживать долгое время равномерность движения: на дороге возникают другие машины, светофоры, пешеходы.

Но что же тогда будет являться примером равномерного движения? Взгляните на рисунок 1.

Рисунок 1. Время полного оборота вокруг Солнца планет Солнечной системы.

Планеты движутся вокруг Солнца равномерно. Земля каждый раз делает полный оборот за 365 дней (1 год), Юпитер за 11 лет, Нептун за 165 и т.д.

Неравномерное движение

Вернемся к рассматриваемой ситуации с санками. Очевидно, что с течением времени, они проходят все большие и большие участки пути, т.е. движутся неравномерно, так как их скорость постоянно увеличивается.

Неравномерное движение – это движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит разные пути.

Рассмотрим простой опыт, который поможет нам лучше разобраться с этим определением. На рисунке 2 изображена тележка с капельницей. Из капельницы каждую 1 секунду падает капля.

Когда тележка начинает двигаться под действием груза, к которому она привязана, мы видим, что расстояние между каплями неодинаково. Это означает, что тележка двигается неравномерно, т.е. проходит разные пути за равные промежутки времени.

Рисунок 2. Неравномерное движение на примере движения тележки с капельницей.

Неравномерное движение встречается гораздо чаще, чем равномерное. Реальное движение автомобиля в городе – пример неравномерного движения.

Поезд, отходя от станции, движется неравномерно, потому что за одинаковые промежутки времени проходит все большие и большие пути.

Рассмотрим следующий интересный пример. Если вы взгляните на механические часы, то вам может показаться, что минутная и часовая стрелки движутся равномерно. Но это не так, и вы легко можете убедиться в этом, взглянув на секундную стрелку. Она движется скачкообразно, с остановками – это неравномерное движение. Значит, минутная и часовая стрелки движутся так же, но медленно, поэтому их рывков не видно.

Источник

Механическое движение

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Механическое движение

Когда мы идем в школу или на работу, автобус подъезжает к остановке или сладкий корги гуляет с хозяином, мы имеем дело с механическим движением.

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

«Относительно других тел» — очень важные слова в этом определении. Для описания движения нам нужны:

В совокупности эти три параметра образуют систему отсчета.

В механике есть такой раздел — кинематика. Он отвечает на вопрос, как движется тело. Дальше мы с помощью кинематики опишем разные виды механического движения. Не переключайтесь 😉

Прямолинейное равномерное движение

Движение по прямой, при котором тело проходит равные участки пути за равные промежутки времени называют прямолинейным равномерным. Это любое движение с постоянной скоростью.

Например, если у вас ограничение скорости на дороге 60 км/ч, и у вас нет никаких препятствий на пути — скорее всего, вы будете двигаться прямолинейно равномерно.

Мы можем охарактеризовать это движение следующими величинами.

Скалярные величины (определяются только значением)

Векторные величины (определяются значением и направлением)

Проецирование векторов

Векторное описание движения полезно, так как на одном чертеже всегда можно изобразить много разнообразных векторов и получить перед глазами наглядную «картину» движения.

Однако всякий раз использовать линейку и транспортир, чтобы производить действия с векторами, очень трудоёмко. Поэтому эти действия сводят к действиям с положительными и отрицательными числами — проекциями векторов.

Если вектор сонаправлен с осью, то его проекция равна длине вектора. А если вектор противоположно направлен оси — проекция численно равна длине вектора, но отрицательна. Если вектор перпендикулярен — его проекция равна нулю.

Скорость может определяться по вектору перемещения и пути, только это будут две разные характеристики.

Скорость — это векторная физическая величина, которая характеризует быстроту перемещения, а средняя путевая скорость — это отношение длины пути ко времени, за которое путь был пройден.

Скорость

→ →
V = S/t

→
V — скорость [м/с]
→
S — перемещение [м]
t — время [с]

Средняя путевая скорость

V ср.путевая = S/t

V ср.путевая — средняя путевая скорость [м/с]
S — путь [м]
t — время [с]

Задача

Найдите, с какой средней путевой скоростью должен двигаться автомобиль, если расстояние от Санкт-Петербурга до Великого Новгорода в 210 километров ему нужно пройти за 2,5 часа. Ответ дайте в км/ч.

Решение:

Возьмем формулу средней путевой скорости
V ср.путевая = S/t

Подставим значения:
V ср.путевая = 210/2,5 = 84 км/ч

Ответ: автомобиль будет двигаться со средней путевой скоростью равной 84 км/ч

Уравнение движения

Основной задачей механики является определение положения тела в данный момент времени. Для решения этой задачи помогает уравнение движения, то есть зависимость координаты тела от времени х = х(t).

Уравнение движения

x(t) = x0 + vxt

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Если положительное направление оси ОХ противоположно направлению движения тела, то проекция скорости тела на ось ОХ отрицательна, скорость меньше нуля (v

Уравнение движения при движении против оси

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
vx — скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — момент времени [с]

Графики

Изменение любой величины можно описать графически. Вместо того, чтобы писать множество значений, можно просто начертить график — это проще.

В видео ниже разбираемся, как строить графики кинематических величин и зачем они нужны.

Прямолинейное равноускоренное движение

Чтобы разобраться с тем, что за тип движения в этом заголовке, нужно ввести новое понятие — ускорение.

Ускорение — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости. В международной системе единиц СИ измеряется в метрах, деленных на секунду в квадрате.

СИ — международная система единиц. «Перевести в СИ» означает перевод всех величин в метры, килограммы, секунды и другие единицы измерения без приставок. Исключение — килограмм с приставкой «кило».

Итак, прямолинейное движение — это движение с ускорением по прямой линии. Движение, при котором скорость тела меняется на равную величину за равные промежутки времени.

Уравнение движения и формула конечной скорости

Основная задача механики не поменялась по ходу текста — определение положения тела в данный момент времени. У равноускоренного движения в уравнении появляется ускорение.

Уравнение движения для равноускоренного движения

x(t) = x0 + v0xt + axt^2/2

x(t) — искомая координата [м]
x0 — начальная координата [м]
v0x — начальная скорость тела в данный момент времени [м/с]
t — время [с]
ax — ускорение [м/с^2]

Для этого процесса также важно уметь находить конечную скорость — решать задачки так проще. Конечная скорость находится по формуле:

Формула конечной скорости

→ →
v = v0 + at

→
v — конечная скорость тела [м/с]
v0 — начальная скорость тела [м/с]
t — время [с]
→
a — ускорение [м/с^2]

Задача

Найдите местоположение автобуса через 0,5 часа после начала движения, разогнавшегося до скорости 60 км/ч за 3 минуты.

Решение:

Сначала найдем ускорение автобуса. Его можно выразить из формулы конечной скорости:

Так как автобус двигался с места, v0 = 0. Значит
a = v/t

Время дано в минутах, переведем в часы, чтобы соотносилось с единицами измерения скорости.

3 минуты = 3/60 часа = 1/20 часа = 0,05 часа

Подставим значения:
a = v/t = 60/0,05 = 1200 км/ч^2
Теперь возьмем уравнение движения.
x(t) = x0 + v0xt + axt^2/2

Начальная координата равна нулю, начальная скорость, как мы уже выяснили — тоже. Значит уравнение примет вид:

Ускорение мы только что нашли, а вот время будет равно не 3 минутам, а 0,5 часа, так как нас просят найти координату в этот момент времени.

Подставим циферки:
x = 1200*0,5^2/2 = 1200*0,522= 150 км

Ответ: через полчаса координата автобуса будет равна 150 км.

Графики

Мы уже знаем, что такое графики функций и зачем они нужны. Для прямолинейного равноускоренного движения графики будут отличаться. Об этом — в видео ниже

Движение по вертикали

Движение по вертикали — это частный случай равноускоренного движения. Дело в том, что на Земле тела падают с одинаковым ускорением — ускорением свободного падения. Для Земли оно приблизительно равно 9,81 м/с^2, а в задачах мы и вовсе осмеливаемся округлять его до 10 (физики просто дерзкие).

Вообще в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой. В школе обычно дают значение: g = 9,8 м/с2. В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с2.

Частным случаем движения по вертикали (частным случаем частного случая, получается) считается свободное падение — это равноускоренное движение под действием силы тяжести, когда другие силы, действующие на тело, отсутствуют или пренебрежимо малы.

Помните о том, что свободное падение — это не всегда движение по вертикали. Если мы бросаем тело вверх, то начальная скорость, конечно же, будет.

Источник

Что такое равномерное и неравномерное движение в физике

Письмо с инструкцией по восстановлению пароля
будет отправлено на вашу почту

Изучим виды механического движения, введем величину, характеризующую быстроту движения – скорость.

Известно, что по виду траектории движение бывает прямолинейным и криволинейным. Сравним движения тел по прямой траектории. Автобус по прямой дороге движется от одной остановки до другой. Второй автобус по прямой дороге едет из одного города в другой (рис.1). Чем движение одного автобуса отличается от движения другого? Первый автобус при движении останавливается, снова начинает движение, проезжает некоторое расстояние и снова останавливается. Второй автобус такое же расстояние проезжает без остановок. В первом случае движение автобуса неравномерное, во втором можно считать равномерным.

Если тело за равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

Равномерное движение в природе встречается редко. Почти равномерно движется Земля по своей орбите вокруг Солнца. Автомобиль равномерно может двигаться только по прямой дороге без препятствий. Молекула при своем движении сталкивается с другими молекулами, останавливается и снова разгоняется, поэтому ее движение нельзя считать равномерным.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути, называется неравномерным.

Чем еще могут отличаться движения двух автобусов? Один едет медленнее, второй – быстрее.

Величиной, характеризующей быстроту движения тела, является скорость. Человек за 1 час проходит 5 км, автомобиль за 1 час проедет 100 км. Говорят, что скорость пешехода составляет 5 км в час, скорость автомобиля – 100 км в час.

Скорость – это физическая величина, показывающая, какой путь проходит тело за единицу времени.

Чтобы найти скорость при равномерном движении, нужно пройденный путь разделить на время движения:

Физические величины имеют буквенное обозначение. Скорость принято обозначать

По формуле определим единицу измерения скорости в международной системе (СИ): в числителе формулы – путь, измеряется в метрах, в знаменателе – время, измеряется в секундах, следовательно, скорость измеряется в метрах на секунду (м/с).

За единицу скорости принимается скорость такого равномерного движения, при котором за 1 секунду тело проходит путь, равный 1 метру.

Скорость также можно измерять в километрах в час, метрах в минуту, сантиметрах в секунду и т.д.: км/ч, м/мин, см/с.

Рассмотрим задачу. Двигаясь равномерно, поезд за два часа прошел путь 144 км. Какова скорость поезда?

Физические величины в условии задачи и решении записываются при помощи их буквенных обозначений и единиц измерения. Условие задачи выпишем столбиком: известно время движения поезда – обозначается буквой t и равно 2 ч, известен путь – обозначается буквой s и равен 144 км. Найти скорость движения поезда – v.

Условие задачи принято отделять от решения вертикальной линией. В решении запишем формулу вычисления скорости v= s/t, в которую подставим данные значения величин. В физике принято значения величин записывать вместе с единицами измерения. Итак, скорость v равно 144 км делим на 2 часа = 72 км в час. Выразим ответ в системе СИ, для этого км переведем в метры, часы выразим в секундах: 1 км = 1000 м, 1 ч = 3600 с. Тогда 72000 м делим на 3600 с = 20 м/с.

Из решения задачи видно, что числовое значение скорости зависит от единицы измерения. Чтобы скорость, выраженную в км/час, перевести в СИ, нужно числовое значение скорости умножить на 1000 м и разделить на 3600 с:

Рассмотрим еще одну задачу. Из двух городов, расстояние между которыми равно 200 км, выехали два автомобиля со скоростью 36 км/ч и 54 км/ч. Какое расстояние будет между ними через 2 часа?

Выпишем условие задачи: расстояние между городами S = 200 км, скорость первого автомобиля 36 км/ч, скорость второго автомобиля 54 км/ч. Найти расстояние через 2 ч.

Для решения этой задачи недостаточно данных. Автомобили могут сближаться, если едут навстречу друг другу (рис.2), или удаляться друг от друга (рис.3). Скорость, кроме числового значения, также имеет направление. Если автомобили едут навстречу друг другу, то они сближаются и расстояние между ними уменьшается, если удаляются друг от друга, то расстояние между ними увеличивается.

Найдем пути, пройденные автомобилями за 2 часа:

Общий путь, пройденный ими за 2 часа: 72 км + 108 км = 180 км.

Если автомобили сближаются, то расстояние между ними уменьшается: 200 км – 180 км = 20 км.

Если автомобили удаляются, то расстояние между ними увеличивается: 200 км + 180 км = 380 км.

Ответ: расстояние между автомобилями может быть 20 км или 380 км в зависимости

от направления движения.

Направление движения тела – это есть направление скорости.

Величины, имеющие числовое значение и направление, называются векторными. Величины, имеющие только числовое значение (не имеющие направления), называются скалярными. К скалярным величинам относятся время, путь, площадь, длина, масса и другие. Векторные величины обозначаются буквой со стрелочкой. Например, векторная величина скорость обозначается:

а модуль скорости такой же буквой, но без стрелочки:

При неравномерном движении скорость изменяется. Автобус, приближаясь к остановке, уменьшает свою скорость, трогаясь с места, постепенно увеличивает скорость. Если говорим, что скорость автобуса равна 60 км/ч, то имеем в виду среднюю скорость движения.

Чтобы определить среднюю скорость при неравномерном движении, нужно общий пройденный путь разделить на общее время, потраченное на этот путь:

Если тело за равные промежутки времени проходит равные пути, то его движение называют равномерным.

Движение, при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути, называется неравномерным.

Скорость – это физическая величина, характеризующая быстроту движения тела и равная отношению пройденного пути ко времени, за которое этот путь пройден.

Чтобы определить среднюю скорость при неравномерном движении, нужно общий пройденный путь разделить на общее время, потраченное на этот путь

Величины, имеющие числовое значение и направление, называются векторными. Величины, имеющие только числовое значение (не имеющие направления), называются скалярными. Скорость – векторная величина, обозначается:

Источник

Конспект урока Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение.

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Тема: Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение.

Цели урока: ввести понятие механического движения как одного из видов движения в физике.

Предметные: на основе анализа известных фактов о движении ввести четкое определение, применять теоретические знания по физике на практике.

Метапредметные: формирование эффективных групповых обсуждений, развитие внимательности собранности и аккуратности развитие межпредметных связей

II.Проверка домашнего задания.

Анализ контрольной работы.

III . Изучение нового материала

Задание: Попробуйте определить, как проявляется движение в таких явлениях: нагревание воды в сосуде, горение свечи (может быть выпол­нено экспериментально). Понятие движение имеет широкий смысл. Иногда так называют любое изменение, происходящее в Природе. Да­вайте, используем его в более узком смысле, и будем говорить о механи­ческом движении.

Основным в определении механического движения является факт на­личия минимум двух тел. Говорить о механическом движении, рассмат­ривая только одно тело бессмысленно.

Механическим движением называется изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.

Одно из тел является телом отсчета. Оно выбирается произвольно. Это может быть неподвижное относительно земли тело (столб, дом), но может быть и движущееся (автомобиль, течение реки).

При рассмотрении механического движения мы всегда указываем, от­носительно какого тела рассматривается движение.

В природе нет тел, находящихся в абсолютном покое. Дом, непод­вижный относительно земли, движется вместе с Землей относительно Солнца и т.д.

Демонстрация опытов с двигающимся шариком

Демонстрируя движение шарика, обратите внимание учеников, отно­сительно каких тел движется шарик, относительно каких — находится в покое, какие тела удобнее принять в качестве тела отсчета и т.д.

Линия, вдоль которой движется материальная точка, ) называется траекторией (см. рисунок).

Следует особо отметить, что форма траектории зависит от выбора системы отсчета.
Пример: Точки обода колеса велосипеда относительно рамы

движутся по окружности, а относительно Земли по бо­лее сложной кривой — циклоиде.

IV . Закрепление изученного материала

2. Прямолинейно или криволинейно движутся следующие тела: че­ловек на эскалаторе метро; лыжник, прыгающий с трамплина; гиря часов; игла швейной машины; стрелки часов?

3. Укажите тело отсчета для следующих случаев движения: спуск парашютиста, полет воздушного шара, движение плота по реке, скоростной бег конькобежца.

4. Самолет взлетает с движущегося в том же направлении авианос­ца. Одинакова ли скорость самолета относительно авианосца и моря?

5. Начертите траекторию какой-либо точки на ободе колеса движу­щегося вагона относительно вагона; относительно поверхности Земли.

V . Итог урока. Рефлексия.

Анализ результатов, полученных в ходе урока:

VI . Домашнее задание: § 14,15 упр. № 2

Задачи на смекалку:

1. Ветер несет воздушный шар на север. В какую сторону отклоняет­ся флаг, которым украшен шар?

2. Какую траекторию описывает при движении автомобиля его фара, точка обода колеса, центр колеса: а) относительно прямолиней­ного шоссе; б) относительно центра колеса?

3. Обратите внимание на сооружения школьной площадки. Понаб­людайте за движением детей на этих сооружениях и опишите виды их движений.

4. С помощью сантиметровой ленты измерьте длину своего шага. По пути в школу подсчитайте число шагов и определите переме­щение. На листе клетчатой бумаги изобразите траекторию своего движения и перемещения.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник

• ← Что такое мясо механической обвалки куриное
• Что такое впр болезнь →