Dane INFORMACYJNE Gimnazjum nr 2 im. Marii Skłodowskiej - Curie w Gostyniu ID grupy: 98/55_MF_G2 Kompetencja: Matematyka i fizyka Temat projektowy: „ Eppur si muove!” A jednak się porusza! Semestr/rok szkolny: Drugi semestr

Na czym polega ruch ciała ? Ruch to jedno ze zjawisk najczęściej występujących w przyrodzie. Jest nim na przykład spadanie kamienia, mruganie powieki oka lub zmiana wysokości słupka rtęci w termometrze. Ruch ciała: polega na zmianie jego położenia względem otaczających go ciał. Ciało jest w spoczynku, gdy zmiana położenia nie zachodzi.

Jak określamy położenie ciała? Położenie ciała na prostej. Położenie ciała na płaszczyźnie. Położenie ciała w przestrzeni.

Punkt materialny Jest to ciało fizyczne, którego wymiarów nie uwzględniamy. Punkt materialny stosuje się w celu uproszczenia opisu ruchu ciał. Każde ciało rzeczywiste może być w przybliżeniu uznane za punkt materialny, jeżeli jego rozmiary są niewielkie w porównaniu z jego odległością od obserwatora lub gdy do opisu ruchu ciała wystarczy jeden jego punkt.

Względność ruchu Polega na tym, że w zależności od wybranego układu odniesienia ciało w tej samej chwili może być i w ruchu, i w spoczynku. Ciała w ruchu względem siebie Ciała w spoczynku względem siebie

Tor ruchu i DROGA Tor ruchu to linia, którą kreśli dowolny punkt poruszającego się ciała. Droga to długość toru, po którym poruszało się ciało w określonym czasie Δt.

Co to jest przemieszczenie? Przemieszczenie (przesunięcie) jest zmianą położenia ciała. Przemieszczenie jest wektorem łączącym początkowe i końcowe położenie ciała. Przemieszczenie jest wektorem, a droga – wielkością skalarną. W ruchu prostoliniowym bez zawracania wartości przemieszczenia i drogi są sobie równe:

Co to jest prędkość? Prędkość: jest wielkością fizyczną definiowaną jako iloraz przemieszczenia (drogi) przez czas trwania tego przemieszczenia. Symbolem literowym prędkości jest v (ang. velocity „prędkość”). Wzór na prędkość zapisujemy:

Prędkość średnia i chwilowa. Szybkość średnia i chwilowa

Prędkość jest wektorem W fizyce wiele słów zastępuje się symbolami. Na rysunkach kierunek ruchu zaznaczamy strzałkami. W tym wypadku strzałkę będziemy nazywać wektorem prędkości lub krócej: prędkością. Prędkość nie jest jedyną wielkością wektorową. Wielkość wektorowa: jest to wielkość fizyczna, która oprócz wartości ma kierunek i zwrot.

RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINOWY

Przykłady ruchu jednostajnie prostoliniowego Ruch to jedno z najpowszechniejszych zjawisk w przyrodzie. Jednak wyodrębnienie spośród mnogości ruchów tego, który odbywa się po linii prostej i ze stałą szybkością, wymaga chwili zastanowienia.

RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINIOWY Ruchem jednostajnym prostoliniowym nazywamy taki ruch, w którym ciało porusza się ze stałą szybkością, a jego torem jest linia prosta.

Opis i badanie ruchU Opisać ruch – to podać informację na temat kształtu toru, prędkości, z jaką poruszało się ciało, drogi przebytej przez ciało w określonym przedziale czasu, ewentualnie określić jego położenie względem ciała obranego za układ odniesienia. Badanie ruchu polega na pomiarze położenia (oraz ewentualnie prędkości) ciała w różnych chwilach. Na tej podstawie wnioskujemy, jaki był tor ruchu, jak zmieniały się prędkość ciała i przebyta droga wraz z upływem czasu. Wyniki pomiarów przedstawiamy w tabeli lub na wykresie.

Badamy ruch jednostajny W ruchu jednostajnym prostoliniowym w takich samych przedziałach czasu ciało przebywa takie same odcinki drogi, a jego szybkość można określić wzorem: W ruchu jednostajnym prostoliniowym droga przebyta przez ciało wzrasta wprost proporcjonalnie do czasu trwania ruchu i jest wyrażona wzorem:

BADAMY RUCH JEDNOSTAJNY - WYKRESY

Doświadczenie z pęcherzykiem powietrza w rurce z wodą Rurkę napełniamy wodą (pozostawiając trochę powietrza) i zamykamy jej wylot gumowym korkiem. Odwracamy rurkę korkiem ku dołowi i obserwujemy ruch pęcherzyka ku górze. Gdy pęcherzyk zakończy ruch, odwracamy znów szybkim ruchem rurkę tak jak poprzednio i przystępujemy do mierzenia czasu, w którym pęcherzyk przebywa zaznaczone na rurce kolejne odcinki drogi. Zmierzone odcinki drogi i czas wykorzystujemy do obliczenia prędkości pęcherzyka na poszczególnych odcinkach prostoliniowego toru.

Doświadczenie z pęcherzykiem powietrza w rurce z wodą Porównując prędkości pęcherzyka na poszczególnych odcinkach toru, widzimy że są one prawie równe. Niewielkie różnice są spowodowane niedokładnością pomiarów. Możemy zatem powiedzieć, że w badanym przez nas ruchu prędkość była jednakowa na każdym z odcinków toru. Taki ruch, w którym prędkość jest stała, nazywamy ruchem jednostajnym. Ruch pęcherzyka powietrza w rurce z cieczą jest więc ruchem jednostajnym. Jest on również ruchem prostoliniowym, bo jego torem jest linia prosta. Dlatego też ruch pęcherzyka możemy nazwać ruchem prostoliniowym jednostajnym.

Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony

Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony Ruch przyspieszony jest to ruch, w którym wartość prędkości rośnie wraz z upływem czasu. Ruch opóźniony jest to ruch, w którym wartość prędkości maleje wraz z upływem czasu.

Czym jest przySpieszenie ciała? W celu opisania zmian prędkości ciała poruszającego się pod wpływem niezrównoważonej siły zdefiniowano wielkość fizyczną zwaną przyspieszeniem. Jest ono ilorazem przyrostu prędkości i przedziału czasu, w którym ten przyrost nastąpił.

Ruch jednostajnie przyspieszony Ruch jednostajnie przyspieszony jest to ruch, w którym wartość przyspieszenia nie zmienia się wraz z upływem czasu. Oznacza to, że w każdej sekundzie szybkość wzrasta o tę samą wartość.

Zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym Badając ruch jednostajny prostoliniowy, stwierdziliśmy, że droga wzrasta proporcjonalnie do czasu. W jednakowych przedziałach czasu ciało przebywa jednakowe odcinki drogi. Droga w ruchu jednostajnie przyśpieszonym jest proporcjonalna do kwadratu czasu. W tym ruchu drogi pokonywane w kolejnych sekundach, mają się one do siebie tak jak kolejne liczby nieparzyste (1, 3, 5, 7…). To właśnie zauważył Galileusz. Pisał on: „jeśli w pierwszym czasie, ruszając ze stanu spoczynku, przybędzie określony odcinek, na przykład jedną długość lufy, w drugim czasie trzy lufy, w trzecim pięć, w czwartym siedem, i tak sukcesywnie w porządku kolejnych liczb nieparzystych”

Przykładowe wykresy

Ruch ucznia Uczeń maszerował ruchem jednostajnym oddalając i zbliżając się do czujnika. Chcąc otrzymać wykresy zależności położenia i prędkości od czasu użyliśmy zestawu COACH.

RUCH UCZNIA – Wykresy i pomiar 1

RUCH UCZNIA – Wykresy I POMIAR 2

RUCH UCZNIA – WYKRESY I POMIAR 3

Badanie ruchu ciał – doświadczenie wspomagane komputerowo Układ eksperymentalny: Tor powietrzny, czujnik położenia, zestaw pomiarowy i oprogramowanie COACH. Pomiary: Wykonujemy doświadczenie, rejestrujemy położenie wózka na torze powietrznym w zależności od czasu dla ruchu jednostajnego i jednostajnie przyspieszonego. Następnie przetwarzamy otrzymane wykresy uzyskując zależności prędkości i przyspieszenia od czasu.

Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał 5 ciężarków zahaczyliśmy na nitce. Staraliśmy się aby leżały w następujących odległościach: 1- 0 cm nad ziemią 2- 10 cm nad ziemią 3- 40 cm nad ciężarkiem nr 2 4- 90 cm nad ciężarkiem nr 3 5- 160 cm nad ciężarkiem nr 4 Spuściliśmy ciężarki z okna, tak, aby ciężarek nr 1 dotykał ziemi. Na znak Opiekuna puściliśmy nitkę z ciężarkami, słuchając, w jakich odstępach czasu spadają.

Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał.

Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał Ponieważ wszystkie ciężarki zaczynają spadać w tym samym czasie, więc 2,3,4 ciężarek spada 2,3,4 razy dłużej. Ale drugi, spadając dwa razy dłużej jaką drogę pokonuje? Cztery razy dłuższą. Trzeci spadając 3 razy dłużej pokonuje drogę dziewięć razy dłuższą

Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał. Wnioski: Zaskoczyliśmy się, bo pomimo różnych odstępów między ciężarkami na nitce, wydawało się że, ciężarki spadały w równych odstępach czasu. Nasze przypuszczenia potwierdziła koleżanka stojąca na dole i obserwująca przebieg doświadczenia. Dzięki temu doświadczeniu wszyscy wiemy, że przebywane drogi w kolejnych sekundach w ruchu jednostajnie przyspieszonym są coraz większe.

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego Wyznaczamy wysokość z której będzie spadać swobodnie piłka (np. z okna pracowni), w tym celu mierzymy długość linki spuszczonej z okna pracowni. W naszym wypadku wysokość wynosiła 5,74 m.

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego S=at2 /2 a=g S=gt2/2 /*2 2s=gt2 /:t2 2s/t2=g g=2*s/t2 g=2*5,74/(1, 2769) ≈ 8,99m/s2 Pomiary Czas 1 1,01 2 1,11 3 1,18 4 5 1,25 Śr. czas 1,13

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego WNIOSKI: Otrzymana wartość przyspieszenia ziemskiego różni się od znanej nam wartości 9.81 m/s2, ale pamiętajmy, że nieodłącznym czynnikiem każdego doświadczenia są błędy pomiarowe. Jeśli chodzi o pomiar czasu, to wyniki różniły się nawet o 0,24 sekundy. Uważamy jednak, że otrzymany wynik można uznać za poprawny, ponieważ otrzymane wyniki prawidłowo ilustrują przebieg badanego zjawiska.

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego

Autorzy Fabianowski Jakub Grześkowiak Estera Piecuch Dorota Majewski Tomasz Pluta Alicji Skorupska Adrianna Szymańska Joanna Wichliński Jakub Wojciechowska Ola Zagata Krzysztof