Скорость при неравномерном движении
При неравномерном движении тело проходит разные пути за равные промежутки времени, т.е. скорость тела изменяется от одного участка пути к другому.
Как же определить скорость на всем пути? Здесь нам поможет понятие средней скорости.
Как определяют среднюю скорость при неравномерном движении?
Отметим, что средняя скорость описывает движение тела за весь промежуток времени. В это время тело можно замедляться, разгоняться, останавливаться.
Например, если вы выезжаете на автомобиле из Москвы в Санкт-Петербург (рисунок 3), то весь путь займет у вас 10 ч. В это время машина будет то набирать скорость, то тормозить, сделает остановку. Общий путь, который вы при этом проедите, будет равен 600 км.
Средняя скорость движения автомобиля будет равна:$\upsilon_{ср} = \frac{S}{t} = \frac{600 \space км}{10 \space ч} = 60 \frac{км}{ч}$.
Рисунок 3. Пример неравномерного движения
Взгляните на таблицу 1, где приведены различные средние скорости.
| Тело | Скорость, $\frac{м}{с}$ | Тело | Скорость, $\frac{м}{с}$ |
|---|---|---|---|
| Улитка | 0,0014 | Пассажирский самолет | 220 |
| Черепаха | 0,05-0,14 | Звук в воздухе при $0 \degree C$ | 332 |
| Муха | 5 | Пуля автомата Калашникова | 760 |
| Пешеход | 1,5 | Луна вокруг Земли | 1000 |
| Конькобежец | 13 | Молекула водорода при $0 \degree C$ | 1693 |
| Скворец | 20 | Молекула водорода при $25 \degree C$ | 1770 |
| Страус | 22 | Земля вокруг Солнца | 30 000 |
| Автомобиль | 20 | Свет и радиоволны | 300 000 000 |
Таблица 1. Средние скорости движения некоторых тел, скорость звука, радиоволн и света
{"questions":,"answer":}}}]}
СКОРОСТЬ
За одно и то же время различные тела могут проходить разные расстояния. За 5 мин движения поезд прошёл большее расстояние, чем проехал велосипедист, а велосипедист большее расстояние, чем пролетела муха. Значит, одно и то же расстояние поезд проезжает быстрее, чем велосипедист, а велосипедист быстрее, чем пролетает муха.
ПОНЯТИЕ СКОРОСТИ
В физике быстроту перемещения тола характеризует такая величина, как скорость. Например, человек может за время 1 ч пройти путь 5 км, автомобиль за это же время может проехать 60 км, а самолёт пролетит 850 км. Тогда говорят, что человек движется со скоростью 5 километров в час, скорость автомобиля составляет 60 километров в час, а скорость самолёта — 850 километров в час.
В окружающем нас мире встречаются самые разные скорости. Так, черепаха может ползти со скоростью от 0,05 до 0,14 м/с. Идущий в среднем темпе человек движется со скоростью 1,4 м/с. Скорость гепарда может превышать 30 м/с. Скорость ветра во время урагана может превышать 32,6 м/с. Звук в воздухе распространяется со скоростью приблизительно 333 м/с. а Земля движется вокруг Солнца со скоростью около 30 000 м/с. Скорость света в вакууме — самая большая скорость во Вселенной равна 299 792 458 м/с.
СКОРОСТЬ ПРИ РАВНОМЕРНОМ ДВИЖЕНИИ
Скорость при равномерном движении тела показывает, какой путь проходит тело за единицу времени. Так как при равномерном движении тело за равные промежутки времени проходит равные пути, то скорость при таком движении оказывается постоянной.
Для того чтобы определить скорость тела при равномерном движении, необходимо путь, пройденный телом, разделить на время, за которое этот путь пройден.
Если обозначить величины: скорость ʋ, путь — s и время — t, то скорость рассчитывают по формуле ʋ = s / t.
ЕДИНИЦЫ СКОРОСТИ
В Международной системе единиц (СИ) за единицу скорости принимают скорость такого равномерного движения, при котором движущееся тело за 1 секунду проходит путь, равный 1 метру. Эту единицу называют 1 метр в секунду и обозначают 1 м/с.
Очень часто используются и другие единицы скорости: километр в час (км/ч), километр в секунду (км/с), сантиметр в секунду (см/с). При выборе разных единиц скорость тоже будет иметь разные численные значения.
НАПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТИ
Величины, которые, кроме числового значения (модуля), имеют ещё и направление, называют векторными. Числовое значение векторной величины также называется модулем вектора.
Скорость, кроме числового значения, всегда имеет направление, следовательно, скорость — это векторная величина. Именно поэтому скорость обозначается как (со стрелочкой), а её модуль как ʋ (без стрелочки).
Говоря о модуле скорости, мы можем понять, насколько быстро или медленно движется физическое тело. Для решения большинства задач необходимо ещё знать, куда направлена скорость тела.
Кроме скорости, существуют и другие векторные физические величины, которые характеризуются числовым значением и направлением (с ними вы познакомитесь чуть позже). Вместе с тем существуют и другие физические величины, которые не имеют направления, а характеризуются только числовым значением. Такие физические величины называют скалярными. Примерами скалярных величин могут служить путь, объём, площадь и т. д.
ГРАФИКИ ЗАВИСИМОСТИ ПУТИ И СКОРОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ
Путь, пройденный телом, и скорость его движения с течением времени могут изменяться. Для большей наглядности эти изменения часто изображают графически.
Для построения графиков на горизонтальной оси (абсцисс) откладывают время, а на вертикальной оси (ординат) — путь, пройденный телом, или его скорость.
График зависимости скорости от времени при равномерном движении — это прямая, параллельная оси абсцисс. Действительно, с течением времени скорость при таком движении остаётся постоянной.
График зависимости пути, пройденного телом, от времени при прямолинейном равномерном движении — это прямая, расположенная в первой четверти координатной плоскости и проведённая из начала координат. Действительно, при движении тела с постоянной скоростью с течением времени путь, пройденный телом, увеличивается. Причём эта зависимость прямая, так как она описывается уравнением s = ʋt.
Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Скорость»: Что такое скорость. Как можно определить скорость движения тел. Каковы единицы скорости. Как вычислить скорость тела при равномерном движении. Как построить графики зависимости скорости от времени. Как построить графики зависимости пути от времени.
Вернуться к Списку конспектов по физике (оглавление).
Пройти онлайн-тест «Скорость, путь и время»
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Физика 08.01.2024 07:57 251 Кривой Ваня
Крючок массой 425г опущен в воду.Определить плотность крючка.
Ответов: 1
Физика 30.12.2023 10:17 444 Абдракова Рината
Два бруска с массами m1 = 2 кг и m2 = 3 кг, связанные нитью, двигаются по гладкой поверхности стола
Ответов: 1
Физика 01.01.2024 12:29 231 Кулаков Александр
в некотором банке установлен сейф, полезный объем которого 0,1 м³. Какую массу золота можно хранить
Ответов: 1
Физика 27.12.2023 03:18 888 Семенюк Настя
Удельная теплота плавления стали равна 210 кДж/кг. Это означает, что : 1) для плавления 1 кг меди
Ответов: 1
Физика 10.01.2024 23:05 179 Ларина Женя
Положите на стол длинную деревянную линейку так, чтобы ее конец выходил за край стола.Сверху
Ответов: 1
Физика 02.01.2024 16:44 150 Казахов Дима
На чувствительных весах уравновесили два одинаковых стакана. Стаканы заполнили до краёв:
Ответов: 1
Физика 04.01.2024 13:08 350 Дабижа Денис
ПОМОГИТЕ ПЖЖЖ ДАЮ 100 Ракета притягивается к Земле с силой 211 кН. Определи значение силы (в кН),
Ответов: 1
Физика 22.12.2023 08:25 986 Колесниченко Денис
Пожалуйста помогииииииииитееее 1)вы едете в автобусе. Внезапно вас отклонило вправо. Что можно
Ответов: 1
Физика 31.12.2023 23:59 397 Вадимна Вера
В сосуде находится газ под давлением 150 кПа при температуре 273°С. Какое количество молекул газа
Ответов: 1
Физика 10.01.2024 21:35 167 Золотых Валерия
Радиостанция работает на частоте 0,75•10в восьмой степени Гц. Какова длина волны, излучаемой
Ответов: 1
Упражнения
Упражнение №1
Выразите скорости тел: $90 \frac{км}{ч}$ и $36 \frac{км}{ч}$ в $\frac{м}{с}$.
Показать решение
Скрыть
Решение:
$\upsilon_1 = 90 \frac{км}{ч} = 90 \cdot \frac{1000 \space м}{3600 \space с} = \frac{1000}{40} \frac{м}{с} = 25 \frac{м}{с}$.
$\upsilon_2 = 36 \frac{км}{ч} = 36 \cdot \frac{1000 \space м}{3600 \space с} = \frac{1000}{100} \frac{м}{с} = 10 \frac{м}{с}$.
Упражнение №2
Поезд идет со скоростью $72 \frac{км}{ч}$. Выразите его скорость в $\frac{м}{с}$.
Показать решение
Скрыть
Решение:
$\upsilon = 72 \frac{км}{ч} = 72 \cdot \frac{1000 \space м}{3600 \space с} = \frac{1000}{50} \frac{м}{с} = 20 \frac{м}{с}$.
Упражнение №3
Гоночный автомобиль за $10 \space мин$ проезжает путь, равный $50 \space км$. Определите его среднюю скорость.
Дано:$t = 10 \space мин$$S = 50 \space км$
СИ:$t = 600 \space с$$S = 50 \space 000 \space м$
$\upsilon_{ср} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Средняя скорость при неравномерном движении рассчитывается по формуле:$\upsilon_{ср} = \frac{S}{t}$.
$\upsilon_{ср} = \frac{50 \space 000 \space м}{600 \space с} \approx 83.3 \frac{м}{с}$.
Ответ: $\upsilon_{ср} \approx 83.3 \frac{м}{с}$.
Упражнение №4
Лучшие конькобежцы дистанцию $1500 \space м$ пробегают за $1 \space мин$ и $52.5 \space с$. С какой средней скоростью они проходят эту дистанцию?
Дано:$t =1 \space мин \space 52.5 \space с$$S = 1500 \space м$
СИ:$t = 112.5 \space с$
$\upsilon_{ср} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Средняя скорость при неравномерном движении рассчитывается по формуле:$\upsilon_{ср} = \frac{S}{t}$.
$\upsilon_{ср} = \frac{1500 \space м}{112.5 \space с} \approx 13.3 \frac{м}{с}$.
Ответ: $\upsilon_{ср} \approx 13.3 \frac{м}{с}$.
Упражнение №5
Лыжник, спускаясь с горы, проходит $50 \space м$ за $5 \space с$. Спустившись с горы и продолжая двигаться, он до полной остановки проходит еще $30 \space м$ за $15 \space с$. Найдите среднюю скорость лыжника за все время движения.
Дано:$S_1 = 50 \space м$$t_1 = 5 \space с$$S_2 = 30 \space м$$t_2 = 15 \space с$
$\upsilon_{ср} — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Решение:
Средняя скорость при неравномерном движении рассчитывается по формуле:$\upsilon_{ср} = \frac{S}{t}$, где $S$ — весь путь, пройденный лыжником, $t$ — общее время движения.
Общий путь равен: $S = S_1 + S_2$.Общее время движения: $t = t_1 + t_2$.
Подставим эти значения в формулу для средней скорости и рассчитаем ее:$\upsilon_{ср} = \frac{S_1 + S_2}{t_1 + t_2}$,$\upsilon_{ср} = \frac{50 \space м + 30 \space м}{5 \space с + 15 \space с} = \frac{80 \space м}{20 \space с} = 4 \frac{м}{с}$.
Ответ: $\upsilon_{ср} = 4 \frac{м}{с}$.
Задание
Найдите с помощью интернета фамилии советских летчиков, совершивших впервые в мире беспосадочный перелет Москва-Северный полюс-США. Известно, что расстояние в $8582 \space км$ они пролетели за $63 \space ч$ и $16 \space мин$. Определите, с какой скоростью летел самолет.
Первый беспосадочный перелет Москва-Северный полюс-США совершили советские авиаторы 18-20 июня в 1937 году. Перелет был совершен на самолете АНТ-25. Состав: командир экипажа В. П. Чкалов, второй пилот Г. Ф. Байдуков и штурман А. В. Беляков.
Дано:$S = 8582 \space км$$t = 63 \space ч \space 16 \space мин$
СИ:$S = 8 \space 582 \space 000 \space м$$t = 227 \space 760 \space с$
$\upsilon — ?$
Показать решение и ответ
Скрыть
Скорость как вектор
Чем, кроме числового значения, характеризуется скорость тела?
Логично, что, кроме числового значения, скорость имеет и направление. Например, чтобы узнать, где будет находиться велосипедист через 1 час после того, как он выехал из дома, нам необходимо знать скорость движения и ее направление.
Физические величины делятся на те, которые имеют направление и те, которые его не имеют — на векторные и скалярные:
1. Векторные величины – это величины, которые, кроме числового значения (модуля), имеют еще и направление.
Векторные величины обозначаются буквами со стрелочками. Скорость обозначается как $\vec{\upsilon}$, а модуль скорости — $\upsilon$.
На рисунке 4 стрелкой показано направление скорости (направление движение тела).
Рисунок 4. Направление скорости для различных тел
2. Скалярные величины – это физические величины, которые не имеют направления и характеризуются только числовым значением. Это путь, объем, время, длина, масса и др.
{"questions":,"explanations":,"answer":}}}]}
Скорость при равномерном движении
Взгляните на рисунок 1. Если мы предположим, что бегуны, велосипедисты и автомобили двигаются равномерно, то чем будет отличаться их движение?
Рисунок 1. Разные физические тела, совершающие равномерное движение
В таких случаях обычно мы говорим, что машина будет двигаться быстрее, чем велосипедист, а велосипедист – быстрее, чем бегун. Здесь в физике появляется такая величина, как скорость.
В нашем случае люди пробегают 15 км за 1 час, велосипедисты проезжают 25 км за 1 час, а машина за то же время – 60 км, то есть движутся с различными скоростями.
Что показывает скорость при равномерном движении?
{"questions":,"answer":}}}]}