Lëvizja mekanike: uniforme dhe e pabarabartë. Lëvizja mekanike

22.06.2021

Mendoni se po lëvizni apo jo kur lexoni këtë tekst? Pothuajse secili prej jush do të përgjigjet menjëherë: jo, nuk po lëviz. Dhe ai do të jetë i gabuar. Disa mund të thonë: lëvizja. Dhe ata gjithashtu do të gabojnë. Sepse në fizikë, disa gjëra nuk janë ashtu siç duken në shikim të parë.

Për shembull, koncepti i lëvizjes mekanike në fizikë varet gjithmonë nga një pikë referimi (ose trup). Kështu, një person që fluturon në një aeroplan lëviz në lidhje me të afërmit e tij duke mbetur në shtëpi, por është në pushim në krahasim me mikun e tij që është ulur pranë tij. Pra, të afërmit e mërzitur ose një mik që fle mbi një shpatull janë, në në këtë rast, organet referuese për të përcaktuar nëse personi ynë i lartpërmendur është në lëvizje apo jo.

Përkufizimi i lëvizjes mekanike

Në fizikë, përkufizimi i lëvizjes mekanike të studiuar në klasën e shtatë është si më poshtë: ndryshimi i pozicionit të një trupi në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës quhet lëvizje mekanike. Shembuj të lëvizjes mekanike në jetën e përditshme përfshijnë lëvizjen e makinave, njerëzve dhe anijeve. Kometat dhe macet. Flluska ajri në një kazan që zien dhe libra shkollorë në çantën e shpinës së një nxënësi të rëndë. Dhe çdo herë që një deklaratë për lëvizjen ose pushimin e një prej këtyre objekteve (trupave) do të jetë e pakuptimtë pa treguar trupin e referencës. Prandaj, në jetë, më shpesh, kur flasim për lëvizje, nënkuptojmë lëvizjen në lidhje me Tokën ose objektet statike - shtëpi, rrugë etj.

Rruga e lëvizjes mekanike

Është gjithashtu e pamundur të mos përmendet një karakteristikë e tillë e lëvizjes mekanike si trajektorja. Një trajektore është një vijë përgjatë së cilës lëviz një trup. Për shembull, gjurmët e çizmeve në dëborë, gjurmët e një avioni në qiell dhe gjurmët e një loti në faqe janë të gjitha trajektore. Ato mund të jenë të drejta, të lakuara ose të thyera. Por gjatësia e trajektores, ose shuma e gjatësive, është rruga e përshkuar nga trupi. Rruga përcaktohet me shkronjën s. Dhe matet në metra, centimetra dhe kilometra, ose në inç, jardë dhe këmbë, në varësi të asaj se cilat njësi matëse pranohen në këtë vend.

Llojet e lëvizjes mekanike: lëvizje uniforme dhe e pabarabartë

Cilat janë llojet e lëvizjeve mekanike? Për shembull, kur drejton një makinë, shoferi lëviz me shpejtësi të ndryshme kur lëviz nëpër qytet dhe pothuajse me të njëjtën shpejtësi kur lëviz në autostradë jashtë qytetit. Kjo është, ajo lëviz ose në mënyrë të pabarabartë ose të barabartë. Pra, lëvizja, në varësi të distancës së përshkuar në periudha të barabarta kohore, quhet uniforme ose e pabarabartë.

Shembuj të lëvizjes uniforme dhe të pabarabartë

Ka shumë pak shembuj të lëvizjes uniforme në natyrë. Toka lëviz pothuajse në mënyrë të njëtrajtshme rreth Diellit, pikat e shiut pikojnë, flluska notojnë në sode. Edhe një plumb i shkrepur nga një pistoletë lëviz drejt dhe në mënyrë të barabartë vetëm në shikim të parë. Për shkak të fërkimit me ajrin dhe gravitetit të Tokës, fluturimi i saj gradualisht bëhet më i ngadalshëm dhe trajektorja e saj zvogëlohet. Në hapësirë, një plumb mund të lëvizë vërtet drejt dhe në mënyrë të barabartë derisa të përplaset me ndonjë trup tjetër. Por me lëvizje të pabarabartë situata është shumë më e mirë - ka shumë shembuj. Fluturimi i një topi gjatë një loje futbolli, lëvizja e një luani që gjuan gjahun, udhëtimi i çamçakëzit në gojën e një nxënësi të klasës së shtatë dhe një flutur që fluturon mbi një lule janë të gjitha shembuj të lëvizjes së pabarabartë mekanike të trupave.

Tema: Ndërveprimi i trupave

Mësimi:Lëvizje uniforme dhe e pabarabartë. Shpejtësia

Le të shqyrtojmë dy shembuj të lëvizjes së dy trupave. Trupi i parë është një makinë që lëviz përgjatë një rruge të drejtë të shkretë. E dyta është një sajë që, duke përshpejtuar, rrokulliset poshtë një kodre me dëborë. Trajektorja e të dy trupave është një vijë e drejtë. Nga mësimi i fundit ju e dini se një lëvizje e tillë quhet drejtvizore. Por ka një ndryshim në lëvizjet e një makine dhe një sajë. Një makinë mbulon distanca të barabarta në periudha të barabarta kohore. Dhe sajët mbulojnë distanca gjithnjë e më të mëdha në intervale të barabarta kohore, domethënë seksione të ndryshme të shtegut. Lloji i parë i lëvizjes (lëvizja e makinës në shembullin tonë) quhet lëvizje uniforme. Lloji i dytë i lëvizjes (lëvizja e sajë në shembullin tonë) quhet lëvizje e pabarabartë.

Lëvizja uniforme është një lëvizje në të cilën, në çdo interval kohor të barabartë, trupi mbulon distanca të barabarta.

Lëvizja e pabarabartë është një lëvizje në të cilën një trup kalon nëpër segmente të ndryshme të një shtegu në intervale të barabarta kohore.

Vini re fjalët "çdo periudhë të barabartë kohore" në përkufizimin e parë. Fakti është se ndonjëherë ju mund të zgjidhni posaçërisht periudha të tilla kohore gjatë të cilave trupi udhëton në distanca të barabarta, por lëvizja nuk do të jetë uniforme. Për shembull, fundi i dorës së dytë të një ore dixhitale përshkon të njëjtën rrugë çdo sekondë. Por kjo nuk do të jetë një lëvizje uniforme, pasi shigjeta lëviz në mënyrë spazmatike, me ndalesa.

Oriz. 1. Një shembull i lëvizjes uniforme. Çdo sekondë kjo makinë përshkon 50 metra

Oriz. 2. Një shembull i lëvizjes së pabarabartë. Ndërsa sajë përshpejton, ajo udhëton distanca më të gjata dhe më të gjata çdo sekondë.

Në shembujt tanë, trupat lëviznin në një vijë të drejtë. Por konceptet e lëvizjes uniforme dhe jo uniforme janë njësoj të zbatueshme për lëvizjen e trupave përgjatë trajektoreve të lakuara.

Konceptin e shpejtësisë e hasim mjaft shpesh. Nga kursi juaj i matematikës, ju jeni shumë të njohur me këtë koncept dhe është e lehtë për ju të llogarisni shpejtësinë e një këmbësori që eci 5 kilometra në 1.5 orë. Për ta bërë këtë, mjafton të ndani shtegun e përshkuar nga këmbësori me kohën e kaluar duke ecur në këtë shteg. Sigurisht, kjo supozon se këmbësori lëvizte në mënyrë uniforme.

Shpejtësia e lëvizjes uniforme quhet një sasi fizike që numerikisht është e barabartë me raportin e rrugës së përshkuar nga trupi me kohën e kaluar për të kaluar këtë rrugë.

Shpejtësia tregohet me shkronjë. Kështu, formula për llogaritjen e shpejtësisë është:

NË Sistemi ndërkombëtar njësi, rruga, si çdo gjatësi, matet në metra, dhe koha - në sekonda. Prandaj, shpejtësia matet në metra për sekondë.

Në fizikë, njësitë matëse të shpejtësisë jo-sistemore përdoren gjithashtu shumë shpesh. Për shembull, një makinë lëviz me një shpejtësi prej 72 kilometrash në orë (km/h), shpejtësia e dritës në vakum është 300,000 kilometra në sekondë (km/s), shpejtësia e një këmbësori është 80 metra në minutë (m /min), por shpejtësia e një kërmilli është vetëm 0,006 centimetra për sekondë (cm/s).

Oriz. 3. Shpejtësia mund të matet në njësi të ndryshme jo-sistem

Njësitë matëse jo-sistemore zakonisht konvertohen në sistemin SI. Le të shohim se si bëhet kjo. Për shembull, për të kthyer kilometra në orë në metra për sekondë, duhet të mbani mend se 1 km = 1000 m, 1 orë = 3600 s. Pastaj

Një përkthim i ngjashëm mund të kryhet me çdo njësi tjetër matëse josistematike.

A është e mundur të tregohet se ku do të jetë një makinë nëse ajo ka lëvizur me një shpejtësi prej 72 km/h, për shembull, dy orë? Rezulton se jo. Në të vërtetë, për të përcaktuar pozicionin e një trupi në hapësirë, është e nevojshme të dihet jo vetëm shtegu i përshkuar nga trupi, por edhe drejtimi i lëvizjes së tij. Makina në shembullin tonë mund të udhëtonte me një shpejtësi prej 72 km/h në çdo drejtim.

Një rrugëdalje nga situata mund të gjendet nëse i caktojmë shpejtësisë jo vetëm një vlerë numerike (72 km/h), por edhe një drejtim (në veri, në jugperëndim, përgjatë një boshti të caktuar X, etj.).

Madhësitë për të cilat është e rëndësishme jo vetëm vlera numerike, por edhe drejtimi quhen madhësi vektoriale.

Prandaj, shpejtësia – sasia vektoriale (vektoriale).

Le të shohim një shembull. Dy trupa lëvizin drejt njëri-tjetrit, njëri me shpejtësi 10 m/s, tjetri me shpejtësi 30 m/s. Për të përshkruar këtë lëvizje në figurë, duhet të zgjedhim drejtimin e boshtit koordinativ përgjatë të cilit lëvizin këta trupa (boshti X). Trupat mund të përshkruhen në mënyrë konvencionale, për shembull, në formën e katrorëve. Drejtimet e shpejtësisë së trupave tregohen duke përdorur shigjeta. Shigjetat ju lejojnë të tregoni se trupat po lëvizin në drejtime të kundërta. Për më tepër, figura ruan shkallën: shigjeta që përshkruan shpejtësinë e trupit të dytë është tre herë më e gjatë se shigjeta që përshkruan shpejtësinë e trupit të parë, pasi vlera numerike e shpejtësisë së trupit të dytë është tre herë më e madhe.

Oriz. 4. Imazhi i vektorëve të shpejtësisë së dy trupave

Ju lutemi vini re se kur vizatojmë një simbol shpejtësie pranë një shigjete që tregon drejtimin e saj, një shigjetë e vogël vendoset mbi shkronjën: . Kjo shigjetë tregon se po flasim për vektorin e shpejtësisë (d.m.th., tregohen si vlera numerike ashtu edhe drejtimi i shpejtësisë). Nuk ka asnjë shigjetë të treguar pranë numrave 10 m/s dhe 30 m/s mbi simbolet e shpejtësisë. Simboli pa shigjetë tregon vlerën numerike të vektorit.

Pra, lëvizja mekanike mund të jetë uniforme dhe e pabarabartë. Karakteristikë e lëvizjes është shpejtësia. Në rastin e lëvizjes së njëtrajtshme, për të gjetur vlerën numerike të shpejtësisë, mjafton të pjesëtohet shtegu i përshkuar nga trupi me kohën që duhet për të përshkuar këtë rrugë. Në sistemin SI, shpejtësia matet në metra për sekondë, por ka shumë njësi të shpejtësisë jo-sistem. Përveç vlerës numerike, shpejtësia karakterizohet edhe nga drejtimi. Kjo do të thotë, shpejtësia është një sasi vektoriale. Për të treguar vektorin e shpejtësisë, një shigjetë e vogël vendoset mbi simbolin e shpejtësisë. Për të treguar vlerën numerike të shpejtësisë, një shigjetë e tillë nuk vendoset.

Referencat

1. Peryshkin A.V. Fizika. klasa e 7-të – Botimi i 14-të, stereotip. - M.: Bustard, 2010.

2. Peryshkin A.V. Përmbledhje problemesh në fizikë, klasat 7 – 9: Botimi i 5-të, stereotip. – M: Shtëpia Botuese “Provimi”, 2010.

3. Lukashik V.I., Ivanova E.V. Përmbledhje problemash në fizikë për klasat 7 – 9 të institucioneve të arsimit të përgjithshëm. - botimi i 17-të. – M.: Arsimi, 2004.

1. Koleksioni i unifikuar i Burimeve Edukative Dixhitale ().

2. Koleksioni i unifikuar i Burimeve Edukative Dixhitale ().

Detyrë shtëpie

Lukashik V.I., Ivanova E.V. Përmbledhje problemash të fizikës për klasat 7 – 9

95. Jepni shembuj të lëvizjes së njëtrajtshme.
Ndodh shumë rrallë, për shembull, lëvizja e Tokës rreth Diellit.

96. Jepni shembuj të lëvizjes së pabarabartë.
Lëvizja e një makine, aeroplani.

97. Një djalë rrëshqet nga një mal mbi një sajë. A mund të konsiderohet uniforme kjo lëvizje?
Nr.

98. Të ulur në karrocën e një treni pasagjerësh në lëvizje dhe duke vëzhguar lëvizjen e një treni mallrash që po afrohet, na duket se treni i mallrave po ecën shumë më shpejt sesa treni ynë i pasagjerëve përpara se të takohej. Pse po ndodh kjo?
Treni relativ i pasagjerëve, treni i mallrave lëviz me shpejtësinë totale të trenave të pasagjerëve dhe mallrave.

99. Drejtuesi i një makine në lëvizje është në lëvizje ose në pushim në lidhje me:
a) rrugët;
b) sediljet e makinave;
c) pikat e karburantit;
d) Dielli;
e) pemë përgjatë rrugës?
Në lëvizje: a, c, d, d
Në pushim: b

100. Të ulur në karrocën e një treni në lëvizje, ne shikojmë nga dritarja një makinë që shkon përpara, më pas duket e palëvizshme dhe në fund lëviz prapa. Si të shpjegojmë atë që shohim?
Fillimisht, shpejtësia e makinës është më e lartë se shpejtësia e trenit. Atëherë shpejtësia e makinës bëhet e barabartë me shpejtësinë e trenit. Pas kësaj, shpejtësia e makinës zvogëlohet në krahasim me shpejtësinë e trenit.

101. Aeroplani kryen një "lak të vdekur". Çfarë trajektoreje shohin vëzhguesit në terren?
Një rrugë rrethore.

102. Jepni shembuj të lëvizjes së trupave përgjatë trajektoreve të lakuara në raport me tokën.
Lëvizja e planetëve rreth Diellit; lëvizja e varkave në lumë; fluturimi i shpendëve.

103. Jepni shembuj të lëvizjes së trupave që kanë trajektore drejtvizore në raport me tokën.
tren në lëvizje; njeri që ecën drejt.

104. Çfarë lloje lëvizjesh vërejmë kur shkruajmë me stilolaps? Shkumës?
Të njëtrajtshme dhe të pabarabarta.

105. Cilat pjesë të biçikletës, kur lëvizin në vijë të drejtë, përshkruajnë trajektoret drejtvizore në raport me tokën, dhe cilat pjesë - ato të lakuara?
Linjë e drejtë: timon, shalë, kornizë.
Curvilinear: pedale, rrota.

106. Pse thonë se Dielli lind dhe perëndon? Cili është organi referues në këtë rast?
Trupi i referencës konsiderohet të jetë Toka.

107. Dy makina lëvizin përgjatë një autostrade në mënyrë që distanca midis tyre të mos ndryshojë. Tregoni në lidhje me cilat trupa secili prej tyre është në qetësi dhe në lidhje me cilin trupa lëvizin gjatë kësaj periudhe kohore.
Makinat janë në qetësi në lidhje me njëra-tjetrën. Makinat lëvizin në lidhje me objektet përreth.

108. Slita po rrokulliset malit; topi rrokulliset poshtë një pusi të prirur; Guri i lëshuar nga duart bie. Cilat nga këto organe po ecin përpara?
Një sajë që lëviz përpara nga mali dhe një gur i lëshuar nga duart.

109. Një libër i vendosur në një tavolinë në pozicion vertikal (Fig. 11, pozicioni I) bie nga një shtytje dhe merr pozicionin II. Dy pika A dhe B në lidhjen e librit përshkruan trajektoret AA1 dhe BB1. A mund të themi se libri eci përpara? Pse?

Për shembull, koncepti i lëvizjes mekanike në fizikë varet gjithmonë nga një pikë referimi (ose trup). Kështu, një person që fluturon në një aeroplan lëviz në lidhje me të afërmit e tij duke mbetur në shtëpi, por është në pushim në krahasim me mikun e tij që është ulur pranë tij. Pra, të afërmit e mërzitur ose një mik që fle mbi supe janë, në këtë rast, organe referimi për të përcaktuar nëse personi ynë i lartpërmendur po lëviz apo jo.

Përkufizimi i lëvizjes mekanike

Në fizikë, përkufizimi i lëvizjes mekanike të studiuar në klasën e shtatë është si më poshtë: ndryshimi i pozicionit të një trupi në raport me trupat e tjerë me kalimin e kohës quhet lëvizje mekanike. Shembuj të lëvizjes mekanike në jetën e përditshme përfshijnë lëvizjen e makinave, njerëzve dhe anijeve. Kometat dhe macet. Flluska ajri në një kazan që zien dhe libra shkollorë në çantën e shpinës të një nxënësi të rëndë. Dhe çdo herë që një deklaratë për lëvizjen ose pushimin e një prej këtyre objekteve (trupave) do të jetë e pakuptimtë pa treguar trupin e referencës. Prandaj, në jetë, më shpesh, kur flasim për lëvizje, nënkuptojmë lëvizjen në lidhje me Tokën ose objektet statike - shtëpi, rrugë etj.

Rruga e lëvizjes mekanike

Llojet e lëvizjes mekanike: lëvizje uniforme dhe e pabarabartë

Cilat janë llojet e lëvizjes mekanike? Për shembull, kur drejton një makinë, shoferi lëviz me shpejtësi të ndryshme kur lëviz nëpër qytet dhe pothuajse me të njëjtën shpejtësi kur lëviz në autostradë jashtë qytetit. Kjo është, ajo lëviz ose në mënyrë të pabarabartë ose të barabartë. Pra, lëvizja, në varësi të distancës së përshkuar në periudha të barabarta kohore, quhet uniforme ose e pabarabartë.

Shembuj të lëvizjes uniforme dhe të pabarabartë

Lëvizja uniforme është lëvizja përgjatë një vije të drejtë me një shpejtësi konstante (si në madhësi ashtu edhe në drejtim). Me lëvizje të njëtrajtshme janë të barabarta edhe rrugët që trupi përshkon në periudha të barabarta kohore.

Për një përshkrim kinematik të lëvizjes, ne vendosim boshtin OX përgjatë drejtimit të lëvizjes. Për të përcaktuar zhvendosjen e një trupi gjatë lëvizjes drejtvizore uniforme, mjafton një koordinatë X Projeksionet e zhvendosjes dhe shpejtësisë në boshtin e koordinatave mund të konsiderohen si madhësi algjebrike.

Le të jetë në momentin e kohës t 1 trupi në një pikë me koordinatë x 1 , kurse në momentin t 2 - në një pikë me koordinatë x 2 . Pastaj projeksioni i lëvizjes së pikës në boshtin OX do të shkruhet në formën:

∆ s = x 2 - x 1.

Në varësi të drejtimit të boshtit dhe drejtimit të lëvizjes së trupit, kjo vlerë mund të jetë pozitive ose negative. Me lëvizje drejtvizore dhe uniforme, moduli i lëvizjes së trupit përkon me distancën e përshkuar. Shpejtësia e lëvizjes drejtvizore uniforme përcaktohet nga formula:

v = ∆ s ∆ t = x 2 - x 1 t 2 - t 1

Nëse v > 0, trupi lëviz përgjatë boshtit OX në drejtim pozitiv. Përndryshe - në negative.

Ligji i lëvizjes së një trupi gjatë lëvizjes drejtvizore uniforme përshkruhet nga një ekuacion algjebrik linear.

Ekuacioni i lëvizjes së trupit për lëvizje të njëtrajtshme drejtvizore

x (t) = x 0 + v t

v = c o n s t; x 0 - koordinata e trupit (pikës) në kohën t = 0.

Një shembull i një grafiku të lëvizjes uniforme është paraqitur në figurën më poshtë.

Këtu janë dy grafikë që përshkruajnë lëvizjen e trupave 1 dhe 2. Siç mund ta shohim, trupi 1 në kohën t = 0 ishte në pikën x = - 3.

Trupi u zhvendos nga pika x 1 në pikën x 2 në dy sekonda. Lëvizja e trupit ishte tre metra.

∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 s

∆ s = 6 - 3 = 3 m.

Duke e ditur këtë, ju mund të gjeni shpejtësinë e trupit.

v = ∆ s ∆ t = 1,5 m s 2

Ekziston një mënyrë tjetër për të përcaktuar shpejtësinë: nga grafiku mund të gjendet si raport i brinjëve BC dhe AC të trekëndëshit ABC.

v = ∆ s ∆ t = B C A C .

Për më tepër, sa më i madh të jetë këndi që formon grafiku me boshtin e kohës, aq më e madhe është shpejtësia. Thuhet gjithashtu se shpejtësia është e barabartë me tangjenten e këndit α.

Llogaritjet kryhen në mënyrë të ngjashme për rastin e dytë të lëvizjes. Le të shqyrtojmë tani një grafik të ri që përshkruan lëvizjen duke përdorur segmente vijash. Ky është i ashtuquajturi grafik linear pjesë-pjesë.

Lëvizja e përshkruar në të është e pabarabartë. Shpejtësia e trupit ndryshon menjëherë në pikat e ndërprerjes së grafikut dhe çdo segment i shtegut drejt një pike të re të thyerjes trupi lëviz në mënyrë të njëtrajtshme me një shpejtësi të re.

Nga grafiku shohim se shpejtësia ka ndryshuar në momentet t = 4 s, t = 7 s, t = 9 s. Vlerat e shpejtësisë janë gjithashtu të lehta për t'u gjetur nga grafiku.

Vini re se rruga dhe zhvendosja nuk janë të njëjta për lëvizjen e përshkruar nga një grafik linear pjesë-pjesë. Për shembull, në intervalin kohor nga zero në shtatë sekonda, trupi udhëtoi një distancë prej 8 metrash. Zhvendosja e trupit në këtë rast është zero.

Nëse vëreni një gabim në tekst, ju lutemi theksoni atë dhe shtypni Ctrl+Enter