Rotolamento del corpo lungo un piano inclinato (Fig. 2);

Riso. 2. Rotolamento del corpo lungo un piano inclinato ()

Caduta libera (fig. 3).

Tutti questi tre tipi di movimento non sono uniformi, cioè la velocità cambia in essi. In questa lezione esamineremo il moto irregolare.

Movimento uniforme - movimento meccanico, in cui il corpo percorre la stessa distanza per intervalli di tempo uguali (Fig. 4).

Riso. 4. Movimento uniforme

Il movimento è chiamato irregolare., in cui il corpo percorre percorsi disuguali per periodi di tempo uguali.

Riso. 5. Movimento irregolare

Il compito principale della meccanica è determinare la posizione del corpo in un dato momento. Con un movimento irregolare, la velocità del corpo cambia, quindi è necessario imparare a descrivere il cambiamento nella velocità del corpo. Per questo vengono introdotti due concetti: velocità media e velocità istantanea.

Non è sempre necessario prendere in considerazione il fatto di una variazione della velocità di un corpo durante un movimento irregolare; quando si considera il movimento di un corpo su un'ampia sezione del percorso nel suo insieme (non ci interessa la velocità a ogni istante di tempo), è conveniente introdurre il concetto di velocità media.

Ad esempio, una delegazione di scolari viaggia in treno da Novosibirsk a Sochi. La distanza tra queste città in treno è di circa 3300 km. La velocità del treno quando è appena partito da Novosibirsk era, questo significa che nel mezzo del binario la velocità era lo stesso, e sulla strada per Sochi [M1]? E' possibile, avendo solo questi dati, affermare che l'orario di spostamento sarà (fig. 6). Certamente no, dal momento che i residenti di Novosibirsk sanno che ci vogliono circa 84 ore per arrivare a Sochi.

Riso. 6. Illustrazione per esempio

Quando si considera il movimento di un corpo su un'ampia sezione del percorso nel suo insieme, è più conveniente introdurre il concetto di velocità media.

Velocità mediaè chiamato il rapporto tra il movimento totale che il corpo ha fatto e il tempo durante il quale questo movimento è completato (Fig. 7).

Riso. 7. Velocità media

Questa definizione non è sempre conveniente. Ad esempio, un atleta percorre 400 metri, esattamente un giro. Il movimento dell'atleta è uguale a 0 (Fig. 8), tuttavia, comprendiamo che la sua velocità media non può essere uguale a zero.

Riso. 8. Lo spostamento è 0

In pratica, viene utilizzato più spesso il concetto di velocità media al suolo.

Velocità media al suolo- è il rapporto tra il percorso totale percorso dal corpo e il tempo durante il quale il percorso ha percorso (Fig. 9).

Riso. 9. Velocità media al suolo

C'è un'altra definizione di velocità media.

velocità media- questa è la velocità con cui un corpo deve muoversi uniformemente per percorrere una determinata distanza nello stesso tempo in cui lo ha impiegato, muovendosi in modo non uniforme.

Sappiamo dal corso di matematica che cos'è la media aritmetica. Per i numeri 10 e 36 sarà:

Per scoprire la possibilità di utilizzare questa formula per trovare la velocità media, risolveremo il seguente problema.

Compito

Il ciclista sale il pendio ad una velocità di 10 km / h, trascorrendo 0,5 ore su di esso. Quindi scende ad una velocità di 36 km/h in 10 minuti. Trova la velocità media del ciclista (fig. 10).

Riso. 10. Illustrazione per il problema

Dato:; ; ;

Trova:

Soluzione:

Poiché l'unità di misura di queste velocità è il km/h, troveremo anche la velocità media in km/h. Pertanto, questi problemi non verranno tradotti in SI. Traduciamo in ore.

La velocità media è:

Il percorso completo () è composto dal percorso in salita () e dal percorso in discesa ():

Il percorso di salita al pendio è:

Il sentiero di discesa dalla pista è:

Il tempo impiegato per completare il percorso completo è pari a:

Risposta:.

Sulla base della risposta al problema, vediamo che è impossibile utilizzare la formula della media aritmetica per calcolare la velocità media.

Il concetto di velocità media non è sempre utile per risolvere il problema principale della meccanica. Tornando al problema del treno, non si può sostenere che se la velocità media lungo l'intero percorso del treno è uguale, in 5 ore sarà a distanza di Novosibirsk.

La velocità media misurata in un periodo di tempo infinitamente piccolo si chiama velocità corporea istantanea(ad esempio: il tachimetro dell'auto (fig. 11) mostra la velocità istantanea).

Riso. 11. Il tachimetro dell'auto mostra la velocità istantanea

C'è un'altra definizione di velocità istantanea.

Velocità istantanea- la velocità di movimento del corpo in un dato momento, la velocità del corpo in un dato punto della traiettoria (Fig. 12).

Riso. 12. Velocità istantanea

Per comprendere meglio questa definizione, si consideri un esempio.

Lascia che l'auto si muova in linea retta lungo la sezione dell'autostrada. Abbiamo un grafico della dipendenza della proiezione dello spostamento nel tempo per un dato movimento (Fig. 13), analizzeremo questo grafico.

Riso. 13. Grafico della dipendenza della proiezione dello spostamento dal tempo

Il grafico mostra che la velocità del veicolo non è costante. Supponiamo di dover trovare la velocità istantanea del veicolo 30 secondi dopo l'inizio dell'osservazione (nel punto UN). Usando la definizione di velocità istantanea, troviamo il modulo della velocità media per l'intervallo di tempo da a. Per fare ciò, considera un frammento di questo grafico (Fig. 14).

Riso. 14. Grafico della dipendenza della proiezione dello spostamento dal tempo

Per verificare la correttezza della ricerca della velocità istantanea, troviamo il modulo della velocità media per l'intervallo di tempo da a, per questo prenderemo in considerazione un frammento del grafico (Fig. 15).

Riso. 15. Grafico della dipendenza della proiezione dello spostamento dal tempo

Calcoliamo la velocità media per un dato intervallo di tempo:

Ha ricevuto due valori della velocità istantanea del veicolo 30 secondi dopo l'inizio dell'osservazione. Più preciso sarà il valore in cui l'intervallo di tempo è minore, cioè. Se diminuiamo più fortemente l'intervallo di tempo considerato, allora la velocità istantanea dell'auto nel punto UN sarà determinato in modo più preciso.

La velocità istantanea è una grandezza vettoriale. Pertanto, oltre a trovarlo (trovare il suo modulo), è necessario sapere come è diretto.

(at) - velocità istantanea

La direzione della velocità istantanea coincide con la direzione del movimento del corpo.

Se il corpo si muove curvilineamente, la velocità istantanea è diretta tangenzialmente alla traiettoria in un dato punto (Fig. 16).

Esercizio 1

La velocità istantanea () può cambiare solo in direzione, senza cambiare in valore assoluto?

Soluzione

Per una soluzione, si consideri il seguente esempio. Il corpo si muove lungo una traiettoria curva (Fig. 17). Segniamo il punto sulla traiettoria UN e punto B... Indichiamo la direzione della velocità istantanea in questi punti (la velocità istantanea è diretta tangenzialmente al punto della traiettoria). Lascia che le velocità e siano le stesse in valore assoluto e pari a 5 m / s.

Risposta: può essere.

Compito 2

La velocità istantanea può cambiare solo in valore assoluto, senza cambiare direzione?

Soluzione

Riso. 18. Illustrazione per il problema

La figura 10 mostra che al punto UN e al punto B la velocità istantanea è diretta allo stesso modo. Se il corpo si muove uniformemente accelerato, allora.

Risposta: può essere.

In questa lezione, abbiamo iniziato a studiare il movimento irregolare, cioè il movimento con una velocità variabile. Le caratteristiche del movimento irregolare sono le velocità medie e istantanee. Il concetto di velocità media si basa sulla sostituzione mentale del movimento irregolare con un movimento uniforme. A volte il concetto di velocità media (come abbiamo visto) è molto comodo, ma non è adatto a risolvere il problema principale della meccanica. Viene quindi introdotto il concetto di velocità istantanea.

Bibliografia

1. G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Fisica 10. - M.: Educazione, 2008.
2. A.P. Rymkevich. Fisica. Libro dei problemi 10-11. - M.: Otarda, 2006.
3. O. Ya. Savchenko. Compiti di fisica. - M.: Nauka, 1988.
4. AV Peryshkin, V.V. Krauklis. Corso di fisica. T. 1. - M.: Stato. uch.-ped. ed. min. formazione della RSFSR, 1957.

1. Portale Internet "School-collection.edu.ru" ().
2. Portale Internet "Virtulab.net" ().

Compiti a casa

1. Domande (1-3, 5) alla fine del paragrafo 9 (p. 24); G.Ya. Myakishev, B.B. Bukhovtsev, N.N. Sotsky. Fisica 10 (vedi l'elenco delle letture consigliate)
2. È possibile, conoscendo la velocità media per un certo periodo di tempo, trovare il movimento compiuto dal corpo per qualsiasi parte di questo intervallo?
3. Qual è la differenza tra velocità istantanea con moto rettilineo uniforme e velocità istantanea con moto irregolare?
4. Durante la guida dell'auto, le letture del tachimetro sono state rilevate ogni minuto. È possibile determinare la velocità media del veicolo da questi dati?
5. Il ciclista ha percorso il primo terzo del percorso a una velocità di 12 km all'ora, il secondo terzo a una velocità di 16 km all'ora e l'ultimo terzo a una velocità di 24 km all'ora. Trova la velocità media della bici lungo il percorso. Dai la tua risposta in km/ora

Moto curvilineo ugualmente accelerato

I movimenti curvilinei sono movimenti le cui traiettorie non sono linee rette, ma linee curve. I pianeti e le acque dei fiumi si muovono lungo traiettorie curvilinee.

Il movimento curvilineo è sempre un movimento con accelerazione, anche se il modulo della velocità è costante. Il moto curvilineo con accelerazione costante avviene sempre nel piano in cui si trovano i vettori di accelerazione e le velocità iniziali del punto. Nel caso di moto curvilineo con accelerazione costante nel piano xOy, le proiezioni vx e vy della sua velocità sugli assi Ox e Oy e le coordinate x e y del punto in ogni istante t sono determinate dalle formule

Movimento irregolare. Velocità di movimento irregolare

Nessun corpo si muove sempre a velocità costante. Iniziando il movimento, l'auto si muove sempre più velocemente. Può muoversi in modo uniforme per un po', ma poi rallenta e si ferma. In questo caso, l'auto percorre diverse distanze nello stesso tempo.

Il movimento, in cui il corpo percorre segmenti disuguali del percorso a intervalli di tempo uguali, è chiamato irregolare. Con un tale movimento, l'entità della velocità non rimane invariata. In questo caso si può parlare solo di velocità media.

La velocità media mostra a cosa è uguale lo spostamento che il corpo percorre nell'unità di tempo. È uguale al rapporto tra il movimento del corpo e il tempo del movimento. La velocità media, come la velocità di un corpo in moto uniforme, si misura in metri diviso un secondo. Per caratterizzare il movimento in modo più accurato, in fisica viene utilizzata la velocità istantanea.

La velocità di un corpo in un dato momento o in un dato punto della traiettoria è detta velocità istantanea. La velocità istantanea è una grandezza vettoriale ed è diretta allo stesso modo di un vettore spostamento. Puoi misurare la tua velocità istantanea usando un tachimetro. Nel Sistema Internazionale, la velocità istantanea è misurata in metri diviso un secondo.

velocità di movimento del punto irregolare

Movimento del corpo in cerchio

Il movimento curvilineo è molto comune in natura e tecnologia. È più difficile che rettilineo, poiché ci sono molte traiettorie curvilinee; questo movimento è sempre accelerato, anche quando il modulo di velocità non cambia.

Ma il movimento lungo qualsiasi percorso curvo può essere approssimativamente rappresentato come movimento lungo gli archi di un cerchio.

Quando il corpo si muove in un cerchio, la direzione del vettore velocità cambia da punto a punto. Pertanto, quando si parla della velocità di un tale movimento, intendono la velocità istantanea. Il vettore velocità è diretto tangenzialmente al cerchio e il vettore spostamento è diretto lungo le corde.

Il movimento uniforme lungo un cerchio è un movimento durante il quale il modulo della velocità di movimento non cambia, cambia solo la sua direzione. L'accelerazione di tale movimento è sempre diretta verso il centro del cerchio e si chiama centripeta. Per trovare l'accelerazione di un corpo che si muove su una circonferenza è necessario dividere il quadrato della velocità per il raggio della circonferenza.

Oltre all'accelerazione, il movimento di un corpo in un cerchio è caratterizzato dalle seguenti quantità:

Il periodo di rotazione del corpo è il tempo durante il quale il corpo compie un giro completo. Il periodo di rotazione è indicato dalla lettera T ed è misurato in secondi.

La velocità di rotazione del corpo è il numero di giri per unità di tempo. La velocità di rotazione è indicata dalla lettera? e si misura in hertz. Per trovare la frequenza è necessario dividere l'unità per il periodo.

La velocità lineare è il rapporto tra il movimento del corpo e il tempo. Per trovare la velocità lineare di un corpo in una circonferenza è necessario dividere la circonferenza per il periodo (la circonferenza è pari a 2 volte il raggio).

La velocità angolare è una quantità fisica uguale al rapporto tra l'angolo di rotazione del raggio del cerchio lungo il quale il corpo si muove e il tempo del movimento. La velocità angolare è indicata dalla lettera? e si misura in radianti divisi per secondo. Puoi trovare la velocità angolare dividendo 2? per un periodo di. Velocità angolare e velocità lineare tra loro. Per trovare la velocità lineare, la velocità angolare deve essere moltiplicata per il raggio del cerchio.

Figura 6. Moto circolare, formule.

Il movimento con velocità variabile è considerato irregolare. La velocità può variare in direzione. Si può concludere che qualsiasi movimento NON lungo un percorso rettilineo è irregolare. Ad esempio, il movimento di un corpo in un cerchio, il movimento di un corpo lanciato in lontananza, ecc.

La velocità può essere modificata numericamente. Anche questo movimento sarà irregolare. Un caso speciale di un tale movimento è il movimento uniformemente accelerato.

A volte c'è un traffico irregolare, che consiste nell'alternare diversi tipi di movimenti, ad esempio, prima l'autobus accelera (il movimento è uniformemente accelerato), quindi si muove in modo uniforme per qualche tempo e poi si ferma.

Velocità istantanea

Il movimento irregolare può essere caratterizzato solo dalla velocità. Ma la velocità cambia sempre! Pertanto, possiamo parlare solo di velocità in un dato momento nel tempo. Quando viaggi in auto, il tachimetro ti mostra la velocità istantanea del movimento ogni secondo. Ma in questo caso, il tempo dovrebbe essere ridotto non a un secondo, ma considerare un periodo di tempo molto più piccolo!

velocità media

Qual è la velocità media? È sbagliato pensare che sia necessario sommare tutte le velocità istantanee e dividerle per il loro numero. Questo è il malinteso più comune sulla velocità media! La velocità media è dividere l'intero percorso per il tempo trascorso... E non è determinato in nessun altro modo. Se consideriamo il movimento dell'auto, possiamo stimare le sue velocità medie nella prima metà del viaggio, nella seconda, lungo l'intero viaggio. Le velocità medie possono essere le stesse o possono essere diverse in queste aree.

Viene tracciata una linea orizzontale sopra le medie.

Velocità media di viaggio. Velocità media al suolo

Se il movimento del corpo non è rettilineo, allora il percorso percorso dal corpo sarà maggiore del suo movimento. In questo caso, la velocità media di viaggio differisce dalla velocità media al suolo. La velocità al suolo è uno scalare.

La cosa principale da ricordare

1) Definizione e tipi di movimento irregolare;
2) La differenza tra la velocità media e quella istantanea;
3) La regola per trovare la velocità media di movimento

Spesso è necessario risolvere un problema in cui l'intero percorso è suddiviso in pari tratti, per ogni tratto sono riportate le velocità medie, è necessario trovare la velocità media di movimento lungo l'intero percorso. La decisione sbagliata sarà se sommi le velocità medie e dividi per il loro numero. Di seguito è riportata una formula che può essere utilizzata per risolvere problemi simili.

La velocità istantanea può essere determinata utilizzando il grafico di guida. La velocità istantanea di un corpo in qualsiasi punto del grafico è determinata dalla pendenza della tangente alla curva nel punto corrispondente. La velocità istantanea è la tangente della pendenza della tangente al grafico della funzione.

Esercizi

Durante la guida dell'auto, le letture del tachimetro sono state rilevate ogni minuto. È possibile determinare la velocità media del veicolo da questi dati?

È impossibile, poiché nel caso generale il valore della velocità media non è uguale alla media aritmetica dei valori delle velocità istantanee. E il modo e il tempo non sono dati.

Qual è la velocità del movimento variabile mostrata dal tachimetro dell'auto?

Vicino all'istante. Chiudi, poiché l'intervallo di tempo dovrebbe essere infinitamente piccolo e quando prendi le letture dal tachimetro, non puoi giudicare il tempo in quel modo.

Quando la velocità istantanea e quella media sono uguali? Come mai?

Con movimento uniforme. Perché la velocità non cambia.

La velocità del martello all'impatto è di 8 m/s. Che velocità è: media o istantanea?

Movimento uniforme- questo è un movimento a velocità costante, cioè quando la velocità non cambia (v = const) e non si verificano accelerazioni o decelerazioni (a = 0).

Movimento dritto- questo è movimento in linea retta, cioè la traiettoria del movimento rettilineo è una linea retta.

Questo è un movimento in cui il corpo esegue gli stessi movimenti per intervalli di tempo uguali. Ad esempio, se dividiamo un intervallo di tempo in segmenti di un secondo, allora con un movimento uniforme il corpo si sposterà alla stessa distanza per ciascuno di questi segmenti di tempo.

La velocità del movimento rettilineo uniforme non dipende dal tempo e in ogni punto della traiettoria è diretta allo stesso modo del movimento del corpo. Cioè, il vettore spostamento coincide in direzione con il vettore velocità. In questo caso, la velocità media per qualsiasi periodo di tempo è uguale alla velocità istantanea:

vcp = v

Velocità di movimento rettilineo uniformeè una grandezza vettoriale fisica uguale al rapporto tra lo spostamento del corpo in qualsiasi intervallo di tempo e il valore di questo intervallo t:

= / t

Pertanto, la velocità del moto rettilineo uniforme mostra quanto si muove un punto materiale per unità di tempo.

In movimento con moto rettilineo uniforme è determinato dalla formula:

Distanza percorsa nel moto rettilineo è uguale al modulo di spostamento. Se la direzione positiva dell'asse OX coincide con la direzione del moto, allora la proiezione della velocità sull'asse OX è uguale al modulo della velocità ed è positiva:

vx = v, cioè v> 0

La proiezione dello spostamento sull'asse OX è pari a:

s = vt = x - x0

dove x 0 è la coordinata iniziale del corpo, x è la coordinata finale del corpo (o la coordinata del corpo in qualsiasi momento)

Equazione del moto, cioè la dipendenza delle coordinate del corpo dal tempo x = x (t) assume la forma:

x = x0 + vt

Se la direzione positiva dell'asse OX è opposta alla direzione del moto del corpo, allora la proiezione della velocità del corpo sull'asse OX è negativa, la velocità è minore di zero (v< 0), и тогда уравнение движения принимает вид:

x = x0 - vt

Movimento rettilineo uniformeè un caso speciale di movimento irregolare.

Movimento irregolare- questo è un movimento in cui un corpo (punto materiale) compie spostamenti disuguali per periodi di tempo uguali. Ad esempio, un autobus urbano si muove in modo non uniforme, poiché il suo movimento consiste principalmente in accelerazione e decelerazione.

Moto equivalente- questo è un movimento in cui la velocità di un corpo (punto materiale) per intervalli di tempo uguali cambia allo stesso modo.

Accelerazione di un corpo con moto uguale rimane costante in valore assoluto e in direzione (a = const).

Un movimento ugualmente variabile può essere uniformemente accelerato o ugualmente rallentato.

Movimento ugualmente accelerato- questo è il movimento di un corpo (punto materiale) con un'accelerazione positiva, cioè, con un tale movimento, il corpo accelera con un'accelerazione costante. Nel caso di moto uniformemente accelerato, il modulo di velocità del corpo aumenta con il tempo, la direzione dell'accelerazione coincide con la direzione della velocità del moto.

Uguale rallentatore- questo è il movimento di un corpo (punto materiale) con accelerazione negativa, cioè, con un tale movimento, il corpo rallenta uniformemente. Con un movimento ugualmente lento, i vettori della velocità e dell'accelerazione sono opposti e il modulo della velocità diminuisce con il tempo.

In meccanica qualsiasi moto rettilineo è accelerato, quindi il moto decelerato differisce dall'accelerato solo per il segno della proiezione del vettore di accelerazione sull'asse selezionato del sistema di coordinate.

Velocità media di movimento variabileè determinato dividendo il movimento del corpo per il tempo durante il quale questo movimento è stato effettuato. L'unità di misura della velocità media è m/s.

vcp = s / t

Questa è la velocità di un corpo (punto materiale) in un dato istante o in un dato punto della traiettoria, cioè il limite a cui tende la velocità media con un decremento infinito nell'intervallo di tempo Δt:

Vettore di velocità istantanea il moto equidistante può essere trovato come la derivata prima del vettore spostamento temporale:

= "

Proiezione del vettore di velocità sull'asse OX:

vx = x '

è una derivata della coordinata rispetto al tempo (analogamente si ottengono le proiezioni del vettore velocità su altri assi coordinati).

Questo è il valore che determina la velocità di variazione della velocità del corpo, cioè il limite a cui tende la variazione di velocità con una diminuzione infinita dell'intervallo di tempo Δt:

Vettore di accelerazione di moto uguale si trova come derivata prima del vettore velocità rispetto al tempo o come derivata seconda del vettore spostamento rispetto al tempo:

= "=" Considerando che 0 è la velocità del corpo nell'istante di tempo iniziale (velocità iniziale), è la velocità del corpo in un dato momento di tempo (velocità finale), t è l'intervallo di tempo durante il quale il cambiamento in velocità si è verificato, sarà il seguente:

Da qui formula per la velocità del moto uniforme in qualunque momento:

0 + T

vx = v0x ± axt

Il segno "-" (meno) davanti alla proiezione del vettore di accelerazione si riferisce a un movimento di decelerazione uguale. Le equazioni delle proiezioni del vettore velocità su altri assi coordinati sono scritte in modo simile.

Poiché l'accelerazione è costante con un moto ugualmente variabile (a = const), il grafico dell'accelerazione è una retta parallela all'asse 0t (asse del tempo, Fig. 1.15).

Riso. 1.15. Dipendenza dal tempo dell'accelerazione del corpo.

Velocità contro tempoè una funzione lineare il cui grafico è una retta (Fig. 1.16).

Riso. 1.16. Dipendenza dal tempo della velocità del corpo.

Grafico velocità contro tempo(fig. 1.16) mostra che

In questo caso, lo spostamento è numericamente uguale all'area della figura 0abc (Fig. 1.16).

L'area del trapezio è uguale al prodotto della semisomma delle lunghezze delle sue basi per l'altezza. Le basi del trapezio 0abc sono numericamente uguali:

0a = v0 bc = v

L'altezza del trapezio è t. Pertanto, l'area del trapezio, e quindi la proiezione dello spostamento sull'asse OX, è uguale a:

In caso di moto ugualmente lento, la proiezione dell'accelerazione è negativa e nella formula per la proiezione dello spostamento viene anteposto all'accelerazione un segno “-” (meno).

Il grafico della velocità del corpo in funzione del tempo a varie accelerazioni è mostrato in Fig. 1.17. Il grafico della dipendenza dello spostamento dal tempo a v0 = 0 è mostrato in Fig. 1.18.

Riso. 1.17. Dipendenza dal tempo della velocità del corpo per diversi valori di accelerazione.

Riso. 1.18. Dipendenza dal tempo del movimento del corpo.

La velocità del corpo in un dato momento t 1 è uguale alla tangente dell'angolo di inclinazione tra la tangente al grafico e l'asse temporale v = tg α, e lo spostamento è determinato dalla formula:

Se il tempo di movimento del corpo è sconosciuto, puoi usare una formula di spostamento diversa, risolvendo un sistema di due equazioni:

Ci aiuterà a ricavare una formula per la proiezione dello spostamento:

Poiché la coordinata del corpo in qualsiasi momento è determinata dalla somma della coordinata iniziale e dalla proiezione dello spostamento, apparirà così:

Anche il grafico della coordinata x (t) è una parabola (come il grafico dello spostamento), ma il vertice della parabola generalmente non coincide con l'origine. Per un x< 0 и х 0 = 0 ветви параболы направлены вниз (рис. 1.18).

Schema della lezione sull'argomento "Movimento irregolare. Velocità istantanea"

Data :

Tema: « »

Obiettivi:

educativo : Fornire e formare un'assimilazione consapevole della conoscenza del movimento irregolare e della velocità istantanea;

Sviluppando : Continuare a sviluppare capacità per il lavoro indipendente, capacità di lavorare in gruppo.

educativo : Formare un interesse cognitivo per nuove conoscenze; favorire la disciplina del comportamento.

Tipo di lezione: una lezione di assimilazione di nuove conoscenze

Attrezzature e fonti di informazione:

Isachenkova, L.A. Fisica: libro di testo. per 9cl. istituzioni totali. mercoledì educazione con rus. lang. formazione / L. A. Isachenkova, G. V. Palchik, A. A. Sokolsky; ed. A.A. Sokolsky. Minsk: Narodnaya asveta, 2015

Struttura della lezione:

Momento organizzativo (5 min)

Aggiornamento delle conoscenze di base (5 min)

Apprendimento di nuovo materiale (14 min)

Educazione fisica (3 minuti)

Consolidamento delle conoscenze (13min)

Riepilogo lezione (5 min)

Organizzare il tempo

Ciao, siediti! (Controllando i presenti).Oggi nella lezione dobbiamo affrontare i concetti di moto irregolare e velocità istantanea. Ciò significa cheArgomento della lezione : Movimento irregolare. Velocità istantanea

Aggiornamento delle conoscenze di base

Abbiamo studiato il moto rettilineo uniforme. Tuttavia, corpi reali - automobili, navi, aeroplani, parti di meccanismi, ecc. il più delle volte si muovono sia non in linea retta, sia in modo non uniforme. Quali sono gli schemi di tali movimenti?

Imparare nuovo materiale

Diamo un'occhiata a un esempio. L'auto si muove lungo il tratto di strada, mostrato in Figura 68. In salita, il movimento dell'auto rallenta, mentre in discesa accelera. Movimento dell'autoe non dritto, e non uniforme. Come descrivere un simile movimento?

Prima di tutto, per questo è necessario chiarire il concettovelocità .

Dal settimo grado, sai qual è la velocità media. È definito come il rapporto tra il percorso e l'intervallo di tempo per il quale questo percorso viene percorso:

(1 )

Lo chiameremovelocità media di viaggio. lei mostra cosamodo in media, un corpo è passato per unità di tempo.

Oltre alla velocità media del percorso, è necessario inserire evelocità media di viaggio:

(2 )

Qual è il significato di velocità media di viaggio? lei mostra cosain movimento in media, il corpo si è esibito per unità di tempo.

Confrontando la formula (2) con la formula (1 ) dal § 7, possiamo concludere:velocità media< > è uguale alla velocità di un tale moto rettilineo uniforme alla quale in un periodo di tempo Δ Til corpo si muoverebbe Δ R.

La velocità media e la velocità media di viaggio sono caratteristiche importanti di qualsiasi movimento. La prima è una quantità scalare, la seconda è vettoriale. Perché Δ R < S , allora il modulo della velocità media di movimento non è maggiore della velocità media del percorso |<>| < <>.

La velocità media caratterizza il movimento per l'intero periodo di tempo nel suo insieme. Non fornisce informazioni sulla velocità di movimento in ogni punto della traiettoria (in ogni momento). Per questo scopo,velocità istantanea - la velocità di movimento in un dato momento (o in un dato punto).

Come determinare la velocità istantanea?

Diamo un'occhiata a un esempio. Lascia che la pallina rotoli lungo uno scivolo inclinato da un punto (fig. 69). La figura mostra la posizione della palla in momenti diversi.

Ci interessa la velocità istantanea della pallina in un puntoO. Dividere il movimento della palla ΔR 1 per l'intervallo di tempo corrispondente la mediavelocità di viaggio<>= Velocità in loco<>può essere molto diverso dalla velocità istantanea nel puntoO. Considera uno spostamento minore Δ =V 2 . Esso avviene in un intervallo di tempo più breve . velocità media<>= anche se non uguale alla velocità nel puntoOh, ma più vicino a lei che<>... Con un'ulteriore diminuzione dello spostamento (Δ,Δ , ...) e intervalli di tempo (Δ, Δ, ...), otterremo velocità medie sempre meno diverse tra loroesulla velocità istantanea della pallina nel puntoO.

Ciò significa che un valore sufficientemente accurato della velocità istantanea può essere trovato dalla formula a condizione che l'intervallo di tempo ΔT molto piccolo:

(3)

designazione T- »0 ricorda che la velocità determinata dalla formula (3), più vicina alla velocità istantanea, menot .

Allo stesso modo si trova la velocità istantanea del movimento curvilineo del corpo (Fig. 70).

Come è diretta la velocità istantanea? È chiaro che nel primo esempio la direzione della velocità istantanea coincide con la direzione del moto della palla (vedi Fig. 69). E dalla costruzione in Figura 70 si vede che con un movimento curvilineola velocità istantanea è diretta tangenzialmente alla traiettoria nel punto in cui si trova il corpo in movimento in questo momento.

Osservate le particelle incandescenti che escono dalla mola (fig. 71,un). La velocità istantanea di queste particelle al momento della separazione è diretta tangenzialmente al cerchio lungo il quale si sono mosse prima della separazione. Allo stesso modo, il martello sportivo (Fig. 71, b) inizia il suo volo tangenzialmente alla traiettoria lungo la quale si è mosso quando non è stato torto dal lanciatore.

La velocità istantanea è costante solo con moto rettilineo uniforme. Quando ci si sposta lungo un percorso curvo, la sua direzione cambia (spiegare perché). Con un movimento irregolare, il suo modulo cambia.

Se il modulo della velocità istantanea aumenta, allora si chiama il moto del corpo accelerato se diminuisce - rallentato.

Fatevi esempi di movimenti del corpo accelerati e decelerati.

Nel caso generale, quando il corpo si muove, possono cambiare sia il modulo della velocità istantanea che la sua direzione (come nell'esempio con l'auto all'inizio del paragrafo) (vedi Fig. 68).

In quanto segue, la velocità istantanea sarà chiamata semplicemente velocità.

Consolidamento delle conoscenze

La velocità del movimento irregolare sulla sezione della traiettoria è caratterizzata dalla velocità media e, in un dato punto della traiettoria, dalla velocità istantanea.

La velocità istantanea è approssimativamente uguale alla velocità media determinata in un breve periodo di tempo. Più breve è questo periodo di tempo, minore è la differenza tra la velocità media e quella istantanea.

La velocità istantanea è diretta tangenzialmente alla traiettoria del moto.

Se il modulo della velocità istantanea aumenta, allora il movimento del corpo si chiama accelerato, se diminuisce, si dice rallentato.

Con moto rettilineo uniforme, la velocità istantanea è la stessa in qualsiasi punto della traiettoria.

Riepilogo della lezione

Quindi, riassumiamo. Cosa hai imparato in classe oggi?

Organizzazione dei compiti

§ 9, esercizio. 5 n. 1.2

Riflessione.

Continua le frasi:

Oggi nella lezione che ho imparato...

Era interessante…

Le conoscenze che ho appreso durante la lezione torneranno utili