Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."— Zapis prezentacji:

1 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

2 Temat : Ruch

3 Nazwa szkoły : ZESPÓŁ SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH im. STANISŁAWA STASZICA ID grupy : 97_7_MF_G1 Opiekun: Rafał Wasyluk Kompetencja: Matematyczno- fizyczna Temat projektowy: Ruch Semestr/rok szkolny: Piąty/ 2012 PREZENTACJA W RAMACH UGP

4 - Wyjaśnienie znaczenia ruchu w życiu człowiek - Omówienie podział ruchu na jednostajny i niejednostajny - Przedstawienie rodzajów toru ruchu - Pokazanie ruch w układzie odniesienia - Wyjaśnienie i opracowanie zadań maturalnych związanych z ruchem - Omówienie wzorów i definicji związanych z poszczególnym ruchem

5 Informacje ogólne Definicja Parametry Podział Tor ruchu Definicja Podziały Przykłady Wygląd Rozdział I Wstęp : Układ interakcyjny Definicja Zasada działania Kierunek i wektor Rozdział II układy odniesienia : Układ interakcyjny Definicja Zasada działania Przykłady Kierunek i wektor Działania na wektorach Rozdział III rodzaje ruchu : Ruch jednostajny : prostoliniowy,przyspieszony,po okregu,opóźniony Definicja, wzory, wykresy, zadania doświadczenia cechy, przykłady Rozdział IV Ruch w życiu codziennym :

6 Wstęp

7 Ruch w fizyce – zmiana położenia ciała odbywająca się w czasie względem określonego układu odniesienia.

8 przemieszczenie (zmiana położenia) – różnica między położeniem końcowym a początkowym, tor – linia, po której porusza się ciało, droga – długość odcinka toru, czas – różnica między chwilą końcową a początkową ruchu

9 prostoliniowy (poruszanie się po linii prostej), krzywoliniowy (poruszanie się po linii krzywej), po okręgu – rozpatrywany jako najprostszy przypadek ruchu krzywoliniowego, po elipsie – ruch w polu sił centralnych, po paraboli – ruch w polu jednorodnym, inne (powyższe są najpopularniejsze).

10 RUCH PRZYSPIESZONY RUCH OPÓŹNIONY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY NIEJEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY NIEJEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY RUCH ZMIENNY RUCH JEDNOSTAJNY RUCH PROSTOLINIOWY RUCH JEDNOSTAJNY PO KRZYWEJ RUCH ZMIENNY PO KRZYWEJ Ruch postępowy

11

12 Tor ruchu - jest to zbiór wszystkich punktów przestrzeni, do których przesuwa się dany punkt materialny. Torem może być prosta lub krzywa, a w zależności od jego kształtu.

13 prostoliniowe, krzywoliniowe, jedno- dwu- i trójwymiarowe, cykliczne (po torze zamkniętym), niecykliczne (po torze otwartym). Na podstawie kształtu toru ruchu, ruchy klasyfikuje się na:

14 Parabola Krzywa Balistyczna Elipsa Linia śrubowa Łamana

15 ParabolaLinia śrubowaKrzywa

16 Układ odniesienia

17 Układ inercjalny

18 Układ inercjalny-to taki, który spoczywa lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym (układ obracający się nie jest inercjalny), innymi słowy taki na który nie działa żadna siła. Układ taki zachowuje transformację Galileusza, tzn. czas płynie w nim tak samo i wszystkie siły zewnętrzne są tak samo widziane. Układ nie inercjalny to taki, który nie będzie zachowywał transformacji Galileusza, bo np. porusza się ruchem zmiennym (co do wartości prędkości, np. ruch przyspieszony) lub ruchem krzywoliniowym, przez co siły są widziane w tym układzie inaczej, niż w innych układach.

19 Układ inercjalny Ze wszystkich układów odniesienia najbardziej podstawowym dla fizyki jest układ inercjalny (określanego też jako układ inercyjny). Układ ten posiada pewną szczególną własność. Otóż dla ciał obserwowanych z poziomu tego układu zachodzi. Gdy na ciało nie działają żadne siły zewnętrzne, lub działające siły równoważą się, wtedy ciało to pozostaje w spoczynku, lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym. Gdy w układzie inercjalnym pojawi się siła zewnętrzna Gdy nie ma siły zewnętrznej

20 Kierunek i zwrot wektora pędu jest taki, jak kierunek i zwrot prędkości. Pęd wyraża się w jednostkach Zwrot wektora – jedna z podstawowych własności charakteryzujących wektor, obok jego kierunku, długości i (dla wektora zaczepionego) punktu zaczepienia. Kierunek wektora stanowi prosta poprowadzona przez początek i koniec wektora.

21 Inaczej mówiąc - sztuczna grawitacja powstająca jest (lokalnie) nieodróżnialna od grawitacji prawdziwej powstającej wokół mas. Ilustruje to poniższy rysunek 1: Mamy tu trzy sytuacje. W części (a) obserwator znajduje się w rakiecie kosmicznej, która jest układem inercjalnym (silniki odrzutowe nie pracują) i znajduje się z dala od wszelkich mas będących źródłem grawitacji. Odczuwa on stan nieważkości, a przelatujący promień świetlny biegnie po linii prostej

22 Wektorem nazywamy uporządkowaną parę punktów. Pierwszy z nich to początek, drugi - koniec wektora. Odległość między początkiem i końcem wektora nazywamy jego długością. Wektor, którego początkiem i końcem jest ten sam punkt nazywamy wektorem zerowym. Podczas opisywania wektora należy podać 4 jego własności: kierunek - prosta na której leży wektor zwrot - początek i koniec wektora wartość punkt przyłożenia

23 Przy dodawaniu wektorów stosuje się dwie metody: metodę równoległoboku lub metodę wielokąta. Odejmowanie wektorów a i b sprowadza się do dodania wektorów a i -b, czyli wektora o przeciwnym zwrocie w stosunku do b:

24 Rodzaje ruchu

25 Ruch jednostajny, jest to taki ruch, w którym prędkość jest stała, w którym w takich samych przedziałach czasowych ciało pokonuje takie same odcinki drogi. v=const. Wykres drogi od czasu ma więc postać

26 Droga jest proporcjonalna do czasu trwania ruchu Prędkość ma stałą wartość Przyspieszenie ma wartość zero

27 Ruch jednostajny prostoliniowy to taki ruch, w którym prędkość ciała jest stała a tor ruchu jest linią prostą. Droga s przebyta w trakcie trwania ruchu prostoliniowego jest wprost proporcjonalna do czasu t: x r Wykres jednostajnie prostoliniowy Ruch jednostajny prostoliniowy v = s/t Szybkość Ruch jednostajny prostoliniowy s = vt Droga

28 Torem jest linia prosta w Jednakowych przedziałach czasu ciało pokonuje jednakowe odcinki drogi Szybkość się nie zmienia Droga w ruchu jednostajnym prostoliniowym jest proporcjonalna do czasu trwania tego ruchu

29 Ruch jednostajnie przyspieszony – ruch, w którym prędkość ciała zwiększa się o jednakową wartość w jednakowych odstępach czasu. Ciało takie ma przyspieszenie o stałej wartości, a jego kierunek i zwrot są równe kierunkowi i zwrotowi prędkości tego ciała. Wykres prędkości w ruchu jednostajnie przyspieszonym Ruch jednostajnie przyspieszony s = vot + at2/2 Droga Ruch jednostajnie przyspieszony v = vo+at Szybkość

30 droga jest proporcjonalna do kwadratu czasu szybkość jest proporcjonalna do czasu przyspieszenie ma stałą dodatnią wartość

31

32 Ruch po okręgu jest przykładem ruchu zachodzącego w dwóch wymiarach. Przy czym (oczywiście) torem ruchu po okręgu jest okrąg. Ruch ten zazwyczaj znacznie bardziej skomplikowany do opisania od ruchu prostoliniowego, m.in. dlatego, że mamy tu do czynienia ze składową przyspieszenia działającą prostopadle do kierunku ruchu. Prędkość w ruchu po okręgu może być liniowa =2 rf lub kątowa =2 f Na ciało w ruchu po okręgu działa siła dośrodkowa F=m ²:r Przyspieszenie w tym ruchu wynosi a= ²:r

33 WyrażenieWzór kąt wyrażony w radianach prędkość kątowa związek między prędkością liniową i prędkością kątową przyspieszenie dośrodkowe (także wartość przyspieszenia odśrodkowego Okres ruchu po okręgu (czas jednego pełnego obrotu) Częstotliwość (ilość obrotów na jednostkę czasu) Droga w ruchu jednostajnym po okręguS = ω R t

34 Podstawowe pojęcia o ruchu jednostajnego po okręgu Na rysunku mamy ciało uchwycone w kolejnych chwilach obiegu. Ponieważ rozważania dotyczą ruchu jednostajnego wartość prędkości tego ciała jest za każdym razem taka sama Charakterystyczne jest to, że zmianie nieustannie ulega kierunek i zwrot prędkośc Każdy ruch odbywa się w jakimś czasie t. Dla odróżnienia od niego, ten w którym ciało dokonuje jednego pełnego obiegu nazywamy okresem i oznaczmy literą T Jednostką okresu, podobnie jak czasu jest sekunda Podczas jednego pełnego obiegu w ruchu po okręgu ciało przebywa drogę równą długości okręgu Jednostką drogi jest oczywiście metr

35 Ruch po okręgu jest szczególnym przypadkiem płaskiego ruchu krzywoliniowego. Początek układu współrzędnych wybieramy w środku koła, po którym odbywa się ruch. Położenie punktu na na kole możemy podać jednoznacznie przez podanie kąta biegunowego. Ruch ciała określony jest przez funkcję = (t), definiująca tzw. drogę kątową. Jeśli przez s oznaczymy drogę, którą ciało przebyło po okręgu w czasie gdy przebyło ono drogę kątową, to y x r s

36 Podczas ruchu po okręgu wraz z przebywaną drogą L, zmienia się kąt pod jakim obserwowany jest poruszający się obiekt α, dlatego celowe jest wprowadzenie wielkości charakteryzującej szybkość zmiany kąta. Wielkością tego rodzaju jest tzw. prędkość kątowa. Oznaczamy ją ω (mała grecka litera omega).

37 Pojazd kołowy porusza się bez poślizgu z prędkością chwilową o wartości 54 km na godzinę. Promień kół wynosi 60 cm. Ile obrotów w ciągu sekundy wykonują koła tego pojazdu? Jaki jest okres obiegu koła? Jakie jest przyspieszenie dośrodkowe punktu znajdującego się na powierzchni bieżnika koła? Istotna informacją jest fakt, że pojazd porusza się bez poślizgu. Oznacza to, że każdy punkt koła stykający się z powierzchnią jezdni porusza się z taką samą wartością prędkości. Możemy więc wartość prędkości pojazdu zastosować do prędkości liniowej dowolnego punktu bieżnika koła. Rozwiązanie

38

39 Ruch opóźniony – ruch, w którym prędkość maleje. Przyspieszenie w takim ruchu ma zwrot przeciwny do zwrotu prędkości i nosi nazwę opóźnienia. Szczególnym przypadkiem jest ruch jednostajnie opóźniony, w którym prędkość maleje jednostajnie, czyli przyspieszenie jest stałe. Ruch opóźniony może być traktowany jako ruch przyspieszony z ujemnym przyspieszeniem. Wielkością charakteryzującą ruch opóźniony jest przyspieszenie. By uniknąć minusów we wzorach wprowadza się wielkość zwaną opóźnieniem mającą wartość przeciwną do przyspieszenia.

40 Przykładem ruchu opóźnionego jest jakiekolwiek hamowanie obiektu, np. hamowanie samochodu jest tego znakomitym zobrazowaniem.

41

42 droga jest kwadratową funkcją czasu prędkość jest liniową funkcją czasu opóźnienie jest stałe odbywa się on po torze prostoliniowym

43

44

45

46 Pocisk wystrzelony z karabinu porusza się z przyspieszeniem 500 km/s2 oraz prędkością początkową 800m/s. Oblicz, jaką przebędzie odległość w ciągu 0,1 sekundy. Dane:

47 Odległość policzymy ze wzoru na drogę; pocisk miał jednak prędkość początkową, którą też uwzględniamy:

48

49 Przyspieszenie a, to przyrost prędkości w jednostce czasu. Przyspieszenie obliczamy, dzieląc przyrost prędkości przez czas w jaki do tego przyrostu prędkości doszło. Przyrost prędkości to różnica pomiędzy prędkością końcową a początkową. Kiedy się rozpędzamy to nasze przyspieszenie jest dodatnie (a>0). Kiedy zwalniamy, to nasze przyspieszenie jest ujemne (a<0). Mówimy wtedy o ruchu opóźnionym. Definicja

50 Jednostką przyspieszenia jest "metr na sekundę kwadrat"

51 Np. jeżeli prędkość nie zmienia się, wtedy przyspieszenie ciała jest równe zero. Jeżeli prędkość wzrasta w ciągu 1 sekundy o 5 m/s (czyli np. od 10m/s do 15 m/s), to przyspieszenie na tym odcinku wynosi 5m/s2. Jeżeli zaś w ciągu sekundy prędkość rośnie o 2m/s, wtedy przyspieszenie tego ruchu ma wartość 2 m/s2

52 SymbolNazwa wielkościJednostka aprzyspieszenie m/s 2 vpvp prędkość początkowa m/s VkVk prędkość końcowa m/s t, tczas, w jakim prędkość zmieniła się od vp do vk s vróżnica prędkości końcowej i początkowej v = V k – v p m/s

53

54 Ile wynosi przyśpieszenie samochodu, który w ciągu 10 sekund osiąga prędkość 100 km/h?

55 dane: a = 1,5 m/s2 vo = 0 t = 4 s szukane: śr = ? Prędkość średnia to iloraz przemieszczenia do czasu trwania ruchu. vśr = s/t s = 1/2 *at^2 = 1/2 *1,5m/s2 * (4s)^2 = 12 m t = 4s vśr = 12 m/4s vśr = 3 m/s

56 Przyspieszenie pojazdu poruszającego się ruchem jednostajnie przyspieszonym po prostej wynosi a=1,5 m/s2, prędkość początkowa jest równa zeru. Ile wynosi średnia prędkość pojazdu po pierwszych czterech sekundach?

57 Dane: t = 10 s v = 100 km/h = 27 m/s Szukane: a = ? Rozwiązanie: a = v/t a = 27 m/s : 10 s a = 2,7 m/s 2 Odpowiedź: Przyspieszenie samochodu wynosi 2,7 m/s

58

59 Prędkość średnia – Definicja prędkości średniej nazywamy (lub: prędkość średnia jest to…) stosunek drogi do czasu, w którym została ona przebyta.

60 Prędkość chwilowa - jest wyznaczana w bardzo krótkim przedziale czasu (dąży się do tego, by wielkość tego przedziału była jak najbliższa zeru). Charakteryzuje ona stan ciała w danym momencie.

61 v – Szybkość s- - Przebyta droga t – Czas przebytej drogi

62 V(chw) – szybkość chwilowa S – droga T – czas Lim – granica

63 Samochód dostawczy jechał ze średnią szybkością 32,0km/h na całej trasie, której przejechanie zajęło mu czas 1 godziny 18 minut. Jak długą trasę przebył samochód?

64 Przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym Przyspieszenie w ruchu krzywoliniowym występuje zawsze, nawet wtedy, gdy ciało porusza się ze stałą szybkością. W tym wypadku zmienia się kierunek wektora prędkości. Przyrost wektora prędkości (delta)v jest różny od zera, co zgodnie z definicją przyspieszenia jest warunkiem występowania przyspieszenia. Przyspieszenie to nosi nazwę przyspieszenia dośrodkowego. W ruchu krzywoliniowym przyspieszenie jest skierowane pod kątem do prędkości. Warto też zwrócić uwagę na fakt, że wektor przyspieszenia jest skierowany do wewnątrz łuku, po którym porusza się obiekt.

65 Te składowe pełnią dwie oddzielne role: Składowa równoległa a|| odpowiada za zmianę wartości prędkości. Składowa prostopadła a n odpowiada za zmianę kierunku prędkości. Ruch krzywoliniowy

66 Ruch drgający harmoniczny/prosty; jego wykresem jest sinusoida, która w interpretacji matematycznej jest funkcja harmoniczną. Jest to ruch okresowy, jako że powtarza się w regularnych odstępach czasu. Mamy z nim do czynienia wtedy, gdy na ciało działa siła proporcjonalna do wychylenia. Z prawa Hook'a mamy: F= -kx gdzie: F- siła k- współczynnik sprężystości x- wychylenie z położenia równowagi Równaniem ruchu opisuje wzór: x(t)= A*sin(w*t) gdzie: x(t)- wychylenie z położenia równowagi w chwili t A- amplituda, maksymalne wychylenie

67 a)kulka drgająca na sprężynie b) drgający pręt c) wahadło matematyczne d) oscylator LC

68 Rozdział IV

69 Niewielu z nas zdaje sobie sprawę, że fizyka w zasadzie rządzi życiem człowieka i nie tylko. Wszystko co dzieje się wokół nas można wytłumaczyć za pomocą praw fizyki. Nawet tak oczywista czynność jak chodzenie jest możliwa dzięki fizyce a konkretnie sile, która została nazwana tarciem.

70 Jednak najlepszym miejscem, w którym dochodzi do demonstracji zjawisk fizycznych jest cyrk czyli miejsce które każdy z nas odwiedził przynajmniej raz w życiu. Obowiązkowym numerem podczas każdego pokazu jest żonglerka piłeczkami. Zastanówmy się dlaczego jest ona możliwa. Przecież podrzucone do góry piłeczki mogłyby poszybować w Kosmos i nigdy nie powrócić na Ziemię. A jednak tak się nie dzieje. Wszystko dlatego, że istnieje grawitacja, czyli zjawisko przyciągania ziemskiego.

71 Z kolei złapanie piłeczki przez klowna jest możliwe dzięki istnieniu wcześniej już wspomnianej siły tarcia. Gdyby jej nie było po prostu prześlizgnęłaby się ona przez rękę klowna i spadła na powierzchnię ziemską. Kolejny popisowy numer podczas pokazów cyrkowych to akrobacje na rowerze. I tutaj znowu przyczyną takiego ruchu jest grawitacja i siła tarcia.

72 Siły fizyczne powodują możliwość również akrobatce wykonywanie skoków na przyrządzie zwanym trampoliną.

73 Akrobatka wykonuje naskok na trampolinę. W tym momencie następuje odkształcenie powierzchni trampoliny. Siła sprężystości tego przyrządu będzie dążyła do przywrócenia jej pierwotnego kształtu i wobec tego wypchnie akrobatkę nadając jej prędkość, której wektor skierowany jest do góry. Jednocześnie cały czas na akrobatkę będzie działa siła ciężkości.

74 Ruch jest to podstawowe zjawisko które towarzyszy nam przez całe życie. Każde ciało wykonuje ruch nawet jeżeli tego nie widzimy. Dzięki temu że istnieje ruch możemy się przemieszczać, określać podstawowe zależności pomiędzy człowiekiem a środowiskiem.

75 KSIĄŻKI: M. Jenike, Fizyka I, Warszawa 1996 r. J. Ginter, Fizyka, Warszawa 1996 r. INTERNET:

76 Dziękujemy z uwagę


Pobierz ppt "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google