Povprečna hitrost premikanja.
Arhimandrit Sofronije (Saharov)
Za neenakomerno gibanje se šteje gibanje z različno hitrostjo. Hitrost se lahko spreminja v smeri. Sklepamo lahko, da je vsako gibanje NE po ravni poti neenakomerno. Na primer gibanje telesa v krogu, gibanje telesa, vrženega v daljavo itd.
Hitrost se lahko spreminja glede na številčno vrednost. Tudi to gibanje bo neenakomerno. Poseben primer takega gibanja je enakomerno pospešeno gibanje.
Včasih pride do neenakomernega gibanja, ki je sestavljeno iz menjavanja različnih vrst gibanja, na primer avtobus najprej pospeši (enakomerno pospešeno gibanje), nato se nekaj časa giblje enakomerno in se nato ustavi.
Trenutna hitrost
Neenakomerno gibanje lahko označimo le s hitrostjo. Toda hitrost se vedno spreminja! Zato lahko govorimo le o hitrosti v danem trenutku. Ko potujete z avtomobilom, vam merilnik hitrosti vsako sekundo pokaže trenutno hitrost gibanja. Toda v tem primeru je treba čas skrajšati ne na sekundo, ampak je treba razmisliti o veliko krajšem časovnem obdobju!
Povprečna hitrost Kaj je povprečna hitrost? Napačno je misliti, da morate sešteti vse trenutne hitrosti in deliti z njihovim številom. To je najpogostejša napačna predstava o povprečni hitrosti! Povprečna hitrost je celotno pot razdelite na porabljen čas
![](https://i0.wp.com/fizmat.by/pic/PHYS/page52/form2.gif)
. In ni določeno drugače. Če upoštevate gibanje avtomobila, lahko ocenite njegove povprečne hitrosti v prvi polovici poti, v drugi in na celotni poti. Povprečne hitrosti so na teh območjih lahko enake ali pa se razlikujejo.
Za povprečne vrednosti je na vrhu narisana vodoravna črta.
Povprečna hitrost premikanja. Povprečna hitrost po tleh
![](https://i2.wp.com/fizmat.by/pic/PHYS/page52/im32.gif)
Če gibanje telesa ni premočrtno, bo pot, ki jo telo prepotuje, večja od njegovega premika. V tem primeru se povprečna hitrost gibanja razlikuje od povprečne hitrosti po tleh. Talna hitrost je skalar.
Glavna stvar, ki si jo morate zapomniti
1) Definicija in vrste neenakomernega gibanja;
2) Razlika med povprečno in trenutno hitrostjo;
3) Pravilo za iskanje povprečne hitrosti Pogosto morate rešiti težavo, kjer je celotna pot razdeljena na odsekih, podane so povprečne hitrosti na vsakem odseku, morate najti povprečno hitrost na celotni poti. Napačna odločitev bo, če seštejete povprečne hitrosti in delite z njihovim številom. Spodaj je formula, ki jo je mogoče uporabiti za reševanje takšnih težav.
Trenutno hitrost je mogoče določiti z uporabo grafa gibanja. Trenutna hitrost telesa v kateri koli točki na grafu je določena z naklonom tangente na krivuljo v ustrezni točki. Trenutna hitrost je tangens kota naklona tangente na graf funkcije.
![](https://i0.wp.com/fizmat.by/pic/PHYS/page52/im34.gif)
vaje
Med vožnjo avtomobila so se merilniki hitrosti merili vsako minuto. Ali je mogoče iz teh podatkov določiti povprečno hitrost avtomobila?
To je nemogoče, saj v splošnem primeru vrednost povprečne hitrosti ni enaka aritmetični sredini vrednosti trenutnih hitrosti. Toda pot in čas nista podana.
Kakšno spremenljivo hitrost kaže merilnik hitrosti avtomobila?
Skoraj takoj. Blizu, saj bi moralo biti časovno obdobje neskončno majhno, in ko jemljete odčitke z merilnika hitrosti, je nemogoče oceniti čas na ta način.
V katerem primeru sta trenutna in povprečna hitrost enaki? Zakaj?
Z enakomernim gibanjem. Ker se hitrost ne spreminja.
Hitrost kladiva pri udarcu je 8 m/s. Kakšna je hitrost: povprečna ali trenutna?
Koncept hitrosti je eden glavnih konceptov kinematike.
Marsikdo verjetno ve, da je hitrost fizikalna količina, ki kaže, kako hitro (ali kako počasi) se premikajoče se telo premika v prostoru. Seveda govorimo o gibanju v izbranem referenčnem sistemu. Ali ste vedeli, da se ne uporablja en, ampak trije koncepti hitrosti? Obstaja hitrost v določenem trenutku, imenovana trenutna hitrost, in obstajata dva koncepta povprečne hitrosti za določeno časovno obdobje - povprečna hitrost pri tleh (v angleščini speed) in povprečna hitrost med gibanjem (v angleščini velocity).
Upoštevali bomo materialno točko v koordinatnem sistemu x, l, z(slika a).
Položaj A točk naenkrat t označite s koordinatami x(t), y(t), z(t), ki predstavlja tri komponente vektorja radija ( t). Točka se premika, njen položaj v izbranem koordinatnem sistemu se spreminja skozi čas - konec radijskega vektorja ( t) opisuje krivuljo, imenovano trajektorija premikajoče se točke.
Trajektorija, opisana v časovnem obdobju od t do t + Δt, prikazano na sliki b.
Skozi B prikazan je položaj točke v tem trenutku t + Δt(fiksiran je s polmernim vektorjem ( t + Δt)). Naj Δs− dolžina obravnavane krivulje trajektorije, tj. pot, ki jo prehodi točka v času od t do t + Δt.
Povprečna hitrost točke v danem časovnem obdobju je določena z razmerjem
To je očitno v str− skalarna količina; zanj je značilna le številčna vrednost.
Vektor, prikazan na sliki b
se imenuje gibanje materialne točke v času od t do t + Δt.
Povprečna hitrost gibanja v določenem časovnem obdobju je določena z razmerjem
To je očitno v povpr− vektorska količina. Vektorska smer v povpr sovpada s smerjo gibanja Δr.
Upoštevajte, da v primeru premočrtnega gibanja povprečna hitrost premikajoče se točke sovpada z modulom povprečne hitrosti vzdolž gibanja.
Gibanje točke vzdolž premočrtne ali krivulje trajektorije se imenuje enakomerno, če v razmerju (1) vrednost vp ni odvisna od Δt. Če zmanjšamo npr Δt 2-krat, nato dolžina poti, ki jo je prepotovala točka Δs se bo zmanjšal za 2-krat. Pri enakomernem gibanju prepotuje točka enako dolgo pot v enakih časovnih intervalih.
vprašanje:
Ali je mogoče domnevati, da z enakomernim gibanjem točke iz Δt je odvisen tudi vektor cf povprečne hitrosti vzdolž premika?
Odgovori:
To je mogoče upoštevati le v primeru premočrtnega gibanja (v tem primeru se spomnimo, da je modul povprečne hitrosti vzdolž gibanja enak povprečni hitrosti tal). Če pride do enakomernega gibanja vzdolž ukrivljene trajektorije, potem s spremembo intervala povprečenja Δt Spremenila se bosta modul in smer vektorja povprečne hitrosti vzdolž premika. Z enakomernim krivuljnim gibanjem v enakih časovnih intervalih Δt bodo ustrezali različni vektorji pomikov Δr(in s tem različne vektorje v povpr).
Res je, da bodo v primeru enakomernega gibanja v krogu enaka časovna obdobja ustrezala enakim vrednostim modula premika |r|(in torej enakovreden |v av |). Toda smeri premikov (in s tem vektorji) v povpr) in bo v tem primeru za isto različno Δt. To je razvidno iz slike,
Kjer točka, ki se enakomerno giblje po krogu, opisuje enake loke v enakih časovnih obdobjih AB, B.C., CD. Čeprav vektorji pomikov 1
, 2
, 3
imajo enake module, vendar so njihove smeri različne, zato o enakosti teh vektorjev ni treba govoriti.
Opomba
Od dveh povprečnih hitrosti problemi običajno upoštevajo povprečno hitrost tal, povprečna hitrost gibanja pa se uporablja precej redko. Vendar si zasluži pozornost, saj nam omogoča uvedbo koncepta trenutne hitrosti.
Veliko študentov se pri študiju matematike srečuje s povprečnimi vrednostmi: aritmetično sredino, geometrično sredino itd. V fiziki se koncept povprečne vrednosti pogosto srečuje. Na primer koncept povprečne hitrosti tal. Oglejmo si podrobneje to vrednost in se naučimo reševati težave.
Predstavljajte si dve dolgi tekalni stezi. Na štartu sta dva atleta. Na ukaz začnejo športniki teči po stezah. Tečejo pa drugače. Športnik št. 1 ves čas teče s konstantno hitrostjo in to razdaljo premaga v času
.
Zdaj razmislite o gibanju drugega športnika. Tekmovalec št. 2 je štartal istočasno kot atlet št. 1. Ko je nekaj razdalje pretekel s hitrostjo , se je nenadoma spotaknil in padel. Ta športnik je nekaj časa vstal (in športnik št. 1 teče s hitrostjo), nato pa je športnik št. 2 nadaljeval s hitrostjo. Ko je premagal nekaj razdalje, je atlet št. 2 opazil, da se mu je vezalka odvezala. Ustavil se je in si začel zavezovati čevlje (in atlet št. 1 še vedno teče s hitrostjo). Po prisilnem postanku je tekmovalec št. 2 tekel s hitrostjo , ciljno črto pa sta prečkala oba atleta istočasno. In v tem primeru bomo predpostavili, da se je športnik št. 2 gibal enakomerno v vseh delih tekalne steze, kar pomeni, da so časi pospeševanja in pojemka zanemarljivi v primerjavi s časom gibanja.
In zdaj smo pri najpomembnejšem. Če vas prosimo, da ugotovite povprečno hitrost atleta št. 2, potem boste morali razdaljo, ki jo je prepotoval športnik št. 2, deliti s časom gibanja tega športnika (čas gibanja obeh športnikov je enak, ker so začeli in končali hkrati). In rezultat je hitrost
izkaže se, da je povprečna hitrost atleta št. 2 enaka hitrosti gibanja športnika št. 1. Če torej želite najti povprečno hitrost premikajočega se telesa, morate
pretečeno razdaljo telesa delite s časom gibanja (vključno s časom ustavljanja), v katerem je bila ta pot pretečena! In nič več!!! In sploh vas ne zanima, kako se je to telo gibalo: enakomerno, ali pospešeno in upočasnjeno, ali je bilo nekaj časa negibno, nato pa se je premaknilo. Preprosto delite razdaljo s časom,
Dogovorili se bomo, da povprečno hitrost označimo z oklepaji.
Vrnimo se še enkrat k primeru športnikov. Ko morate najti povprečno hitrost atleta št. 2, to pomeni, da morate najti takšno hitrost enakomernega gibanja, pri kateri bi športnik št. 2 premagal razdaljo v času. In to je hitrost gibanja atleta št. 1.
Naj dodamo še to: tudi če bi tekmovalci tekli po ovinkasti poti, bi formula za izračun povprečne hitrosti ostala enaka.
Ugotoviti je treba še naslednje: zakaj je fizika prišla do takšne fizikalne količine, ki na prvi pogled nima veliko skupnega z realnostjo. Dejstvo je, da ima telo med premikanjem v vsakem trenutku (ali na vsaki točki poti) določeno hitrost, ta hitrost se imenuje trenutna. In da bi podali definicijo trenutne hitrosti, moramo najprej opredeliti, kaj razumemo pod povprečno hitrostjo (če smo natančnejši, govorimo o povprečni hitrosti gibanja). Toda pogovor o tem se bo nadaljeval, vendar je za zdaj naša zgodba o povprečni hitrosti telesa končana.
Tangencialni pospešek.
Normalni pospešek
10.
Kotni pospešek. Direktna in povratna veza kotne hitrosti in vektorja kotnega premika.
Kotni pospešek, količina, ki označuje hitrost spremembe kotne hitrosti togega telesa. Ko se telo vrti okoli nepremične osi, ko se njegova kotna hitrost w enakomerno povečuje (ali zmanjšuje), številčno U. at. e = Dw/Dt, kjer je Dw prirastek, ki ga w prejme v časovnem obdobju Dt, v splošnem primeru pa je pri vrtenju okoli fiksne osi e = dw/dt = d 2j/dt2, kjer je j kot vrtenja telesa. Vektor U.u. e je usmerjen vzdolž vrtilne osi (proti w pri pospešenem vrtenju in nasproti w pri počasnem vrtenju). Pri vrtenju okoli fiksne točke se vektor U. pri. je definiran kot prvi odvod vektorja kotne hitrosti w glede na čas, tj. e = dw/dt, in je usmerjen tangencialno na hodograf vektorja w v njegovi ustrezni točki. Dimenzija U. pri. T-2.
Telesna masa in njene lastnosti. Središče mase sistema.
Razmerje med velikostjo sile, ki deluje na telo, in pospeškom, ki ga telo pridobi, je za dano telo konstantno. Telesna teža in obstaja ta odnos.
Telesna teža je stalna značilnost določenega telesa, ne glede na njegovo lokacijo. Masa označuje dve lastnosti telesa:
vztrajnost
Telo spremeni svoje gibalno stanje samo pod vplivom zunanje sile.
Gravitacija
Med telesi delujejo sile gravitacijske privlačnosti.
Te lastnosti niso lastne samo telesom, tj. snov, pa tudi druge oblike obstoja materije (na primer sevanje, polja). Naslednja izjava je resnična:
Telesna teža označuje lastnost katere koli vrste snovi, da je inertna in težka, tj. sodelujejo v gravitacijskih interakcijah.
Središče mase in sistem središča mase
V vsakem sistemu delcev obstaja ena izjemna točka C - vztrajnostno središče ali središče mase - ki ima številne zanimive in pomembne lastnosti. Središče mase je točka uporabe vektorja gibalne količine sistema, saj je vektor katerega koli impulza polarni vektor. Položaj točke C glede na izhodišče O danega referenčnega sistema je označen s polmernim vektorjem, določenim z naslednjo formulo:
(4.8) |
kjer je masa in radij vektor vsakega delca sistema, M je masa celotnega
sistemov (slika 4.3).
Newtonov prvi zakon
Newtonov prvi zakon predpostavlja prisotnost takšnega pojava, kot je vztrajnost teles. Zato je znan tudi kot Zakon vztrajnosti. Vztrajnost je pojav, ko telo ohranja svojo hitrost gibanja (tako po velikosti kot po smeri), ko na telo ne deluje nobena sila. Za spremembo hitrosti gibanja je treba na telo delovati z določeno silo. Seveda bo rezultat delovanja sil enake velikosti na različna telesa različen. Tako pravimo, da imajo telesa vztrajnost. Vztrajnost je lastnost teles, da se upirajo spremembam trenutnega stanja. Količina vztrajnosti je označena s telesno težo.
Obstajajo takšni referenčni sistemi, imenovani inercialni, glede na katere materialna točka brez zunanjih vplivov ohranja velikost in smer svoje hitrosti za nedoločen čas.
Referenčni sistemi , v katerih je izpolnjen prvi Newtonov zakon, se imenujejoinercialna .
Inercialni referenčni sistemi - to so sistemi, glede na katere materialna točka, če nanjo ni zunanjih vplivov ali njihove medsebojne kompenzacije, miruje ali se giblje enakomerno in premočrtno.
18. Newtonov drugi zakon
Newtonov drugi zakon je diferencialni zakon gibanja, ki opisuje razmerje med silo, ki deluje na materialno točko, in posledičnim pospeškom te točke. Pravzaprav Newtonov drugi zakon uvaja maso kot merilo manifestacije vztrajnosti materialne točke v izbranem inercialnem referenčnem sistemu (IFR).
Moderna formulacija
S primerno izbiro merskih enot lahko ta zakon zapišemo kot formulo:
kje je pospešek materialne točke;
- sila, ki deluje na materialno točko;
- masa materialne točke.
Ali v bolj znani obliki:
V primeru, ko se masa materialne točke spreminja s časom, je drugi Newtonov zakon oblikovan s konceptom gibalne količine:
Kje je zagon točke,
kje je hitrost točke;
Izpeljava impulza glede na čas.
Ko na telo deluje več sil, se ob upoštevanju principa superpozicije zapiše Newtonov drugi zakon:
Newtonov drugi zakon velja le za hitrosti, ki so veliko nižje od svetlobne hitrosti in v inercialnih referenčnih sistemih. Za hitrosti blizu svetlobne se uporabljajo zakoni relativnosti.
Nemogoče je obravnavati poseben primer (pri ) drugega zakona kot enakovrednega prvemu, saj prvi zakon predpostavlja obstoj ISO, drugi pa je formuliran že v ISO.
19. Newtonov tretji zakon
Ta zakon pojasnjuje, kaj se zgodi z dvema medsebojno delujočima telesoma. Vzemimo za primer zaprt sistem, sestavljen iz dveh teles. Prvo telo lahko deluje na drugo z določeno silo, drugo pa na prvo s silo. Kako se sile primerjajo? Newtonov tretji zakon pravi: akcijska sila je po velikosti enaka reakcijski sili in nasprotno usmerjena. Naj poudarimo, da te sile delujejo na različna telesa in zato sploh niso kompenzirane.
Moderna formulacija
Zakon odraža načelo interakcije parov. To pomeni, da se vse sile v naravi rodijo v parih.
Sila statičnega trenja
Statično trenje- trenje, ki se pojavi v odsotnosti relativnega gibanja teles v stiku.
Oglejmo si interakcijo bloka s površino mize.
Površina dotikajočih se teles ni povsem ravna.
Največja sila privlačnosti se pojavi med atomi snovi, ki se nahajajo na najmanjši razdalji drug od drugega, tj. na mikroskopskih izrastkih. Skupna sila privlačnosti atomov kontaktnih teles je tako pomembna, da tudi pod delovanjem zunanje sile F, ki deluje na blok vzporedno s površino njegovega stika z mizo, blok ostane v mirovanju. To pomeni, da na blok deluje sila, ki je po velikosti enaka zunanji sili, vendar v nasprotni smeri. Ta sila je sila statičnega trenja.
Ko uporabljena sila doseže največjo kritično vrednost (F tr.p) max, ki zadostuje za pretrganje vezi med štrlinami, začne blok drseti po mizi. Naravno je domnevati, da je (F tr.p) max sorazmeren s številom n medsebojno delujočih štrlin in pritiskom p bloka na mizo:
(F tr.p) max ~np.
Tlak je enak razmerju normalne sile pritiska, ki deluje pravokotno na stično površino teles, in površine S:
Število medsebojno delujočih izboklin je sorazmerno s površino stika med telesi: n ~ S, torej
(F tr.p) max ~S*F/S~F + .
V skladu s tretjim Newtonovim zakonom je sila normalnega tlaka po velikosti enaka normalni reakcijski sili nosilca N. Največja sila statičnega trenja (F tr.p) max je sorazmerna sili normalnega tlaka:
(F tr.p) max =m p N
Kjer je m p koeficient statičnega trenja.
Koeficient statičnega trenja je odvisen od narave površinske obdelave in od kombinacije materialov, ki tvorijo kontaktna telesa. Kakovostna obdelava gladkih kontaktnih površin vodi do povečanja števila privlečenih atomov in posledično do povečanja koeficienta statičnega trenja. Privlačne sile posameznih atomov različnih snovi so bistveno odvisne od njihovih električnih lastnosti.
Sila drsnega trenja- sile, ki nastanejo med telesi v stiku med njihovim relativnim gibanjem. Če med telesi ni tekoče ali plinaste plasti (maziva), se imenuje takšno trenje suho. V nasprotnem primeru se trenje imenuje "tekočina". Značilna lastnost suhega trenja je prisotnost statičnega trenja.
Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da je sila trenja odvisna od sile pritiska teles drug na drugega (oporna reakcijska sila), od materialov drgnih površin, od hitrosti relativnega gibanja in ne odvisno od območja stika. (To lahko pojasnimo z dejstvom, da nobeno telo ni popolnoma ravno. Zato je prava stična površina veliko manjša od opazovane. Poleg tega s povečanjem površine zmanjšamo specifični pritisk teles drug na drugega.) Količina, ki označuje drgne površine, se imenuje koeficient trenja, največkrat pa se označuje z latinsko črko “k” ali grško črko “μ”. Odvisno je od narave in kakovosti obdelave drgnih površin. Poleg tega je koeficient trenja odvisen od hitrosti. Vendar je najpogosteje ta odvisnost šibko izražena in če ni potrebna večja natančnost merjenja, se lahko "k" šteje za konstantno.
Velikost sile drsnega trenja lahko izračunamo po formuli:
Koeficient drsnega trenja,
Normalna sila reakcije na tla.
Kotalna sila trenja- sila trenja, ki nastane pri kotaljenju enega telesa po površini drugega telesa
kotalno trenje- upor proti gibanju, ki nastane pri kotaljenju teles eno čez drugo. Pojavi se na primer med elementi kotalnih ležajev, med pnevmatiko avtomobilskega kolesa in cestno površino. V večini primerov je vrednost kotalnega trenja veliko manjša od vrednosti drsnega trenja, če so vse ostale enake, zato je kotaljenje običajna vrsta gibanja v tehniki.
Kotalno trenje nastane na meji dveh teles in je zato razvrščeno kot vrsta zunanjega trenja.
Kotalna sila trenja;
f- koeficient kotalnega trenja, ki ima dimenzijo dolžine (upoštevati je pomembno razliko od koeficienta drsnega trenja, ki je brezdimenzijsko);
R- polmer kotalnega telesa;
n- sila stiskanja.
Povprečna podlaga in povprečna hitrost gibanja. Trenutna linearna hitrost.
Povprečna (talna) hitrost je razmerje med dolžino poti, ki jo je prepotovalo telo, in časom, v katerem je to pot prehodilo:
Povprečna talna hitrost za razliko od trenutne hitrosti ni vektorska količina.
Povprečna hitrost je enaka aritmetični sredini hitrosti telesa med gibanjem le v primeru, ko se je telo gibalo s temi hitrostmi enaka časovna obdobja.
Hkrati, če se je na primer avto polovico poti premikal s hitrostjo 180 km/h, drugo polovico pa s hitrostjo 20 km/h, bo povprečna hitrost 36 km/h. V takih primerih je povprečna hitrost enaka harmonični sredini vseh hitrosti na posameznih enakih odsekih poti.
Povprečna hitrost premikanja
Lahko tudi vstopite povprečna hitrost premikanja, ki bo vektor, ki je enak razmerju gibanja do časa, v katerem je bilo opravljeno:
Tako določena povprečna hitrost je lahko enaka nič tudi, če se je točka (telo) dejansko premaknila (vendar se je ob koncu časovnega intervala vrnila v prvotni položaj).
Če je gibanje potekalo naravnost (in v eno smer), je povprečna hitrost tal enaka modulu povprečne hitrosti vzdolž gibanja.
Trenutna hitrost- meja povprečne hitrosti v neskončno majhnem časovnem obdobju. Trenutna hitrost je usmerjena tangencialno na tirnico gibanja v dani točki na tirnici.
Povprečna hitrost premikanja je enako razmerju med celotnim gibanjem in časovnim obdobjem, v katerem je bilo to gibanje opravljeno.
kjer je cf povprečna hitrost gibanja, - gibanje, ∆ t-časovni interval.
Povprečna hitrost po tleh je enaka razmerju med celotno potjo in časom, v katerem je ta pot prevožena.
kje υ povpr- povprečna hitrost po tleh, l- pot.
Trenutna hitrost- hitrost v danem trenutku.
7. Neposredna in povratna informacija med trenutno linearno hitrostjo in vektorjem radija materialne točke, modulom hitrosti in prevoženo razdaljo.
8. Linearni pospešek. Direktni in povratni podatki linearnega pospeška in trenutne linearne hitrosti.
Linearni pospešek se imenuje razmerje med spremembo hitrosti in časom, v katerem se je ta sprememba zgodila. Vrste gibanja z linearnim pospeškom so pospeševanje in zaviranje avtomobila, vzlet letala, vzletni zalet osebe pri skoku itd.
9. Pospešek pri krivočrtnem gibanju materialne točke. Tangencialni in normalni pospešek.
Pospešek pri krivočrtnem gibanju materialne točke
V mehaniki je uvedena še ena pomembna značilnost gibanja - pospešek, tj. stopnja spremembe vektorja hitrosti skozi čas: , tj. vzdolž tangente, drugi pa vzdolž normale na trajektorijo na tej točki:
Ti dve komponenti pospeševanja imata posebna imena:
– tangencialni pospešek, – normalni pospešek.
Upoštevanje krivočrtnega gibanja telesa, vidimo, da je njegova hitrost v različnih trenutkih različna. Tudi v primeru, ko se velikost hitrosti ne spremeni, še vedno pride do spremembe smeri hitrosti. V splošnem primeru se spremenita velikost in smer hitrosti.
riž. 49. Sprememba hitrosti med krivuljnim gibanjem.
Tako pri krivuljnem gibanju vedno pride do spremembe hitrosti, tj. to gibanje poteka s pospeškom. Za določitev tega pospeška (v velikosti in smeri) je treba najti spremembo hitrosti kot vektor, to je, da je treba najti spremembo velikosti in spremembo smeri hitrosti.
Naj ima na primer točka, ki se giblje krivuljično (sl. 49), v nekem trenutku hitrost v 1 in po kratkem času - hitrost v 2. Sprememba hitrosti je razlika med vektorji v 1 in v 2. Ker imajo ti vektorji različne smeri, morate vzeti njihovo vektorsko razliko. Sprememba hitrosti bo izražena kot vektor w, ki ga predstavlja stranica paralelograma z diagonalo v 2 in druga stran v 1. Pospešek imenujemo razmerje med spremembo hitrosti in časovnim obdobjem, v katerem se je ta sprememba zgodila. To pomeni pospešek A enako
in smer sovpada z vektorjem w.
Tangencialni (tangencialni) pospešek– to je komponenta vektorja pospeška, usmerjena vzdolž tangente na tirnico v dani točki tirnice gibanja. Tangencialni pospešek označuje spremembo hitrosti po modulu med krivuljnim gibanjem.
riž. 1.10.
Tangencialni pospešek.
Smer vektorja tangencialnega pospeška τ (glej sliko 1.10) sovpada s smerjo linearne hitrosti ali ji nasproti. To pomeni, da vektor tangencialnega pospeška leži na isti osi s tangentnim krogom, ki je tir telesa.
Normalni pospešek je komponenta vektorja pospeška, usmerjenega vzdolž normale na tirnico gibanja v dani točki na tirnici telesa. To pomeni, da je normalni vektor pospeška pravokoten na linearno hitrost gibanja (glej sliko 1.10). Normalni pospešek označuje spremembo hitrosti v smeri in je označen s črko n. Vektor normalnega pospeška je usmerjen vzdolž polmera ukrivljenosti trajektorije.
10. Vektor kotnega premika in kotna hitrost. Direktna in povratna veza kotne hitrosti in vektorja kotnega premika.
Vsi učenci 10. razreda ne razumejo jasno razlike med povprečno hitrostjo in povprečno hitrostjo tal, kar vodi do velikega števila napak pri reševanju problemov. Nujno je treba razlikovati med temi pojmi, spet s pripravo primerjalne tabele pri delu z besedilom §11, fizika 10. razred Kasyanova V.A. Težavnost dela otežuje dejstvo, da je v besedilu odstavka prisotnost povprečne hitrosti le implicirana in je treba samo gradivo dopolniti.
Povprečna hitrost | Povprečna hitrost po tleh |
Razlika |
|
Vektorska količina | Skalarna količina |
Enako razmerju med gibanjem telesa in časom, v katerem se je to gibanje zgodilo | Enako razmerju med potjo in časom, porabljenim za njen prehod. |
Lahko sprejme vrednosti >0,<0,=0 | Lahko sprejme vrednosti >0 |
V=∆S/∆t | V=∆L/∆t |
Podobnosti |
|
Označuje hitrost samo za določeno časovno obdobje kot celoto | |
Enota za hitrost m/s | |
Ne omogoča rešitve glavnega problema mehanike |
Gravitacijski zakon | Coulombov zakon |
Razlika |
|
Opisuje gravitacijsko interakcijo | Opisuje elektromagnetno interakcijo |
F = GMm/R 2 | F = KQq/R 2 |
G = 6,67 ∙10 -11 Nm 2 /kg 2 | K = 9 ∙10 9 Nm 2 /cl 2 |
Telesa vedno privlačijo | Telesa se lahko privlačijo ali odbijajo |
Ni (?) delca z najmanjšim nedeljivim gravitacijskim nabojem (?) | Obstajajo delci, ki nosijo najmanjše nedeljive električne (+,-) naboje |
Podobnosti | |
Matematični zapis | |
Telesa – materialne točke | |
Polmer delovanja sil je neskončen | |
Uporabljene torzijske tehtnice |
- Oblikujmo definicijo. Strogo gledano delo pri oblikovanju definicije sprva ni delo s pisnim besedilom, temveč z ustnim govorom učitelja ali študentov. Toda kljub temu, ko definicijo oblikujejo in zapišejo učenci, lahko upravičeno govorimo o delu z besedilom. Poleg tega oblikovanje definicije ali zakona ni edini cilj te naloge. Treba je dokazati popolno skladnost končne definicije s preučevanim pojavom. Tako informacijo najprej reduciramo na definicijo, nato pa dokažemo, da je pravilna. Pri tem je značilno delo z definicijami enakomernega in neenakomernega gibanja v 9. razredu. Po demonstraciji in razlagi številnih poskusov, ki so opisani v učbeniški in metodični literaturi, učence prosimo, da ob priklicu znanja iz sedmega razreda opredelijo enakomerno in neenakomerno premočrtno gibanje. Po pravici povedano je treba povedati, da tovrstno delo v razredu ni všeč vsem učencem. Zaradi naravne plašnosti ali nezmožnosti opaziti posebnosti pojava, posplošiti snov in jo strniti, ti otroci radi sedijo za hrbtom sošolcev. Z nekaj vztrajnosti se da razburiti tudi te študente, če le preverijo že pripravljeno definicijo. Kot kažejo izkušnje, redko, tudi z dobrim, po mnenju učitelja, pripravljalnim delom, otroci podajo popolno definicijo, in to je dobro. Na primer, v definiciji enakomernega premočrtnega gibanja je praviloma izpuščena beseda "poljubno" pred besedami "enaki časovni intervali", čeprav je ključna. Ugotovimo, zakaj definicija izgubi pomen, če v njej manjka ta beseda? Najdemo tudi besede, katerih izguba povzroči izkrivljanje pomena definicije in s tem nepopoln ali nepravilen opis pojava. Nato moramo razmisliti o možnosti uvedbe drugih, morda pojasnjevalnih besed. Ali je na primer treba reči, da se telo giblje premočrtno, če je bilo že rečeno, da telo izvaja enake gibe? Skupaj dokažemo, da je to nepotrebno, saj je premik vektorska količina in se zato njegova smer ne spreminja. Pravilo deluje: najmanj besed - največ pomena. Besedna igra se konča, ko se vsi v razredu strinjajo: v definiciji ni nič odveč, hkrati pa popolnoma opiše pojav. Če je metodološko neizvedljivo študentom omogočiti, da sami oblikujejo definicije, je priporočljivo izpostaviti ključne besede in analizirati spremembo pomena, ko se zamenjajo ali izgubijo.
- Preberite definicijo in s svojimi besedami ponovite, v čem je težava (zdi se, zakaj to storiti - prevesti iz ruščine v ruščino, a presenetljivo je, da ko sedmošolce vprašam, v čem je težava, ponovijo besedo za besedo pogoj problema, prav tako ne morejo s svojimi besedami obnoviti, o čem se govori v končani definiciji, zato moramo definicijo prevesti iz znanstvenega jezika v jezik študenta in se potruditi, da med prevodom ne izgubimo njenega pomena). Označite ključne besede, ki nosijo glavno pomensko obremenitev, in utemeljite poudarjanje. Odstranite ključne besede iz definicije eno za drugo in opazujte, kako se spreminja pomen definicije. Poskusite dopolniti definicijo, analizirajte uspešnost poskusa. Oblikujte nasprotno trditev in analizirajte, ali bo imela fizični pomen in ali bo resnična. Določite meje uporabnosti definicije.
- Naredimo opis. Dejavnost zgoščevanja informacij pri pouku je organizirana, ko učenci rešujejo obratni problem - samostojno podajanje informacij v obliki besedila. To vključuje precej zapleteno vrsto dela, kot je sestavljanje različnih vrst značilnosti. Ta vrsta dela razvija izobraževalne in logične sposobnosti učencev: analizo, sintezo, primerjavo, posploševanje, klasifikacijo, opredelitev pojmov. Kot primer predstavljamo diagrame za sestavljanje karakteristik sile in fizikalne količine.
- Določite vrsto interakcije, na katero se nanaša ta sila. Kakšni so pogoji za nastanek sile? Kje se uporablja sila? Kam je sila usmerjena? Kaj določa smer sile? Od česa je odvisna velikost sile? Splošna formula za izračun sile. Konstantni koeficient v formuli in njegov fizični pomen.
- Ime in oznaka fizikalne količine. Fizični pomen količine (podajte definicijo, kaj označuje, kaj kaže). Vektorska količina ali skalarna količina? Če je količina vektorska, kam je potem usmerjena? Merske enote fizikalne količine. Izražanje merske enote fizikalne količine preko osnovnih merskih enot. Od česa je odvisna številčna vrednost količine, po kateri formuli jo lahko izračunamo? Katere druge fizikalne formule vključuje? Metoda merjenja količine.
- Analizirajmo tabelo.
- Kako se imenuje tabela? Kaj je predstavljeno v tabeli? V katerih enotah se merijo tabelarni podatki? Katere vzorce opažate? Ponudite svojo razlago ugotovljenega vzorca. Ali obstajajo izjeme in s čim so povezane? Kakšen praktični pomen imajo te tabele?
- Ustvarimo svojo nalogo. Pomisliti svojo težavo in jo rešiti je resna stvar za šolarje vseh starosti. Če želite to narediti, morate imeti razvito domišljijo, ki vam omogoča, da si predstavljate situacijo, ki bo opisana v problemu, logično razmišljanje, brez katerega ne bo mogoče zgraditi zaporedja dejanj pri načrtovani rešitvi problema. Študent mora dobro razumeti temo, na katero se piše naloga, poznati formule, obvladati terminologijo, biti sposoben izraziti svoje misli z besedami, torej ustvariti verbalno kodiranje svojih misli. V skladu s taksonomijo izobraževalnih nalog D. Tollingerove so to naloge kategorije 5, ki zahtevajo ustvarjalno razmišljanje. V sedmem razredu se spodbujajo sestavljene naloge z uporabo tabelarnih podatkov, tudi v enem dejanju, z eno formulo. Za takšno nalogo so lahko koristne tabele iz učbenikov in problemskih knjig. Na prvi stopnji so takšne naloge potrebne za reševanje najbolj prozaičnih problemov: - naučiti se delati s tabelo, to je naučiti se pridobivati informacije iz nje; - razvijajo spretnost dela s fizikalno formulo, maksimalno stisnjeno informacijo v simbolni obliki, z merskimi enotami fizikalnih količin; - naučiti se izražati misli v fizičnem jeziku (prevod iz ruščine v ruščino); - razvijati domišljijo; - avtomatizirati veščino opravljanja nalog. V srednji šoli pisne naloge pomenijo več dejanj pri reševanju in želeno uporabo podatkov iz več tabel. Probleme ocenimo vse ali selektivno, pregledamo jih na mizi s celotnim razredom, najboljše ponudimo v rešitev drugim učencem in iz njih sestavimo banko nominalnih problemov.
- Analizirajmo formulo.
- Rešimo fizični silogizem. silogizem –
sklepanje, pri katerem iz dveh kategoričnih sodb, povezanih z enim skupnim srednjim členom, dobimo tretjo sodbo, imenovano sklep; v tem primeru srednji izraz ni vključen v sklep (13). Pod kategorično presojo bomo razumeli neodvisne fizikalne formule, skupni povprečni izraz je fizikalna količina, vključena v obe formuli, zaključek je nova pridobljena formula. Še več, novih formul je lahko toliko, kolikor fizikalnih količin ostane po rešitvi takega silogizma. A pridobivanje formul ni samo sebi namen tovrstnega dela, čeprav je to znanje, samostojno pridobljeno na logični način v strnjeni obliki, zelo pomembno. Poskušati razložiti na novo pridobljene teoretično pridobljene vzorce z vidika fizičnega pomena, videti fizikalni pojav za formulami - to je akrobatika. Pravzaprav učenci rešujejo zelo zapleten intelektualni problem pete kategorije, ki zahteva ustvarjalno razmišljanje za razširitev informacij, ki jih vsebuje formula ali formule. Kot primer bomo uporabili delček lekcije, kjer je predstavljen koncept dela električnega toka.
- Goljufija za reševanje problemov.
- pojasni fizikalni pomen odvisnosti, posebne točke grafa; izvajajo operacijo primerjave odvisnosti, pojasnjujejo fizikalni pomen njihovih razlik in podobnosti; podati matematično interpretacijo razmerja, izračunati konstantne koeficiente po urniku; ugotovi fizični pomen ploščine pod grafom.
- Analizirajmo graf.
- Kakšno fizično razmerje je prikazano na grafu? Katere fizikalne količine narišemo na koordinatne osi in kako jih merimo? Kaj je graf odvisnosti? Posebne točke grafa in njihov fizični pomen. Katere informacije ponuja graf? Katere težave lahko reši urnik?
![](https://i1.wp.com/refdb.ru/images/549/1096991/127e006b.png)
- hitrost v vsakem trenutku; hitrost v začetnem trenutku; povprečna in povprečna hitrost tal za določeno časovno obdobje; trenutek, ko je hitrost telesa enaka nič; smer gibanja telesa kadar koli; glede na tangens kota naklona predznak in velikost pospeška; enačba hitrosti za enakomerno linearno gibanje; enačba enakomernega premokotnega gibanja; po površini pod grafom gibanje telesa.
- kaj je predstavljeno na sliki (naštej vse predmete; s predmeti razumemo fizična telesa, dele, naprave, mehanizme, grafične elemente, sprejete simbole, z eno besedo vse, kar je upodobljeno in predstavlja ločeno celoto; poimenuj predmete, določi numerične vrednosti fizikalnih količin, ki jih označujejo, če je mogoče in potrebno)? kakšne so funkcije naštetih predmetov? Kako je posamezen predmet povezan z drugimi predmeti na sliki? katere lastnosti predmetov se spremenijo in zakaj? Katere spremembe na drugih objektih bodo sledile in zakaj? kakšen pojav, zakon, pravilo itd. ali slika ponazarja?
2. 6. Blokiraj: fizični poskus (predstavitev v učilnici, video posnetek, animacijski model z uporabo multimedijskih izdelkov).
Demonstracija fizike v učilnici, videoposnetek ali simulirani fizikalni eksperiment z animacijo različnih multimedijskih izdelkov nosi veliko količino informacij, zato je pomembno, da je ciljna nastavitev jasno oblikovana pred demonstracijo. Tako kot pri delu s slikami je potrebno koncentracijo in usmerjanje pozornosti učencev, dokler se ne naučijo delati sami. Razlika je v tem, da je fizična predstavitev proces, ki se razvija skozi čas, medtem ko je slika zamrznjen trenutek (in ne vedno lepa). Prekodiranje in preoblikovanje informacij gre skozi iste stopnje. Veriga dejanj je sestavljena iz kodiranja avdiovizualnih informacij v verbalne, pri čemer učenec notranji govor preoblikuje v zunanji, da bi za vse ali za sebe (tedaj zadostuje notranji govor) opisal, kaj je opazil v tej demonstraciji. Opazovanje in opis izkušenj lahko uporabimo na kateri koli stopnji lekcije. Ne glede na to mora študent znati: - opisati postavitev in potek eksperimenta; - analizirati rezultate in oblikovati sklep. Načrt za opazovanje in opisovanje telesne izkušnje.- Ugotovite, kateri fizikalni pojav ali proces ponazarjajo izkušnje. Poimenujte glavne elemente namestitve. Naredite pojasnjevalne risbe. Na kratko opišite potek poskusa in njegove rezultate. Predlagajte, kaj lahko spremenite v namestitvi in kako bo to vplivalo na rezultate poskusa. Potegnite zaključke.
- Delamo z elektronskimi sredstvi .
- gost tok informacij, zakodiranih v različne oblike, ki
učenci nimajo vedno časa za obdelavo;
Literatura
- Simanovich S., Evseev G., Alekseev A., Splošno računalništvo. 5-9 razredi. Moskva, ASTpress, 1999, 592s Romanova E.M., Elektronski tečaj "Informacijske tehnologije", Rostov na Donu, Državna šola za komunikacije in informacije, 2005, eromanova@
rks:.
ru. Sheredeko Yu.L.., “Krmilni sistemi in stroji”, št. 1, 1998, Spletna stran Luk A.N., Razmišljanje in ustvarjalnost, založba "Politična literatura", Moskva, 1976, 144 str. Zagašev I.O., Zair-Bek S.I., Mushtavinskaya I.V., Učenje otrok kritičnega razmišljanja, - Sankt Peterburg: založba Alliance Delta, 2003, 192 str. Dežurov A.S.., 1. predavanje, 12. september 2003, WWW.
dežurov.
ru./
Pedaqoqic/
Pliner Ya.G., Bukhvalov V.A.., Pedagoški pregled šole, M., Pedagoško iskanje, 2000, 160 str. Slabunova E.E., Informacijska kultura v konceptu licejskega izobraževanja, revija VIO, št. 29, 09.10.05. Kasjanov V.A., Fizika. 10. razred, M., Bustard, 2002, 416 str. Kasjanov V.A., Fizika. 11. razred, M., Bustard, 2002, 416 str. Periškin A.V.., Fizika. 7. razred, Droplja, 2004, 192 str. Lukašik V.I.., Ivanova E.V., Zbirka problemov iz fizike, M., Izobraževanje, 2000, 224 str. Kondakov N.I.., Logični slovar - referenčna knjiga, M., Nauka, 1976, 717 str.