DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół Technicznych ID grupy: 97/78_MF_G1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Ruch Semestr/rok szkolny: IV/2011/2012

Cele projektu rozwijanie umiejętności posługiwania się pojęciami fizycznymi do opisywania zjawisk; kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji, gromadzenia, selekcjonowania przetwarzania zdobytych informacji; rozwijanie umiejętności planowania doświadczenia w celu poznania zależności między wielkościami fizycznymi; doskonalenie umiejętności prezentacji zebranych materiałów; rozwijanie własnych zainteresowań; doskonalenie pracy w zespole.

Motion ARTICLE from the Encyclopedia Britannica Motion, in physics, change with time of the position or orientation of a body. Motion along a line or a curve is called translation. Motion that changes the orientation of a body is called rotation. In both cases all points in the body have the same velocity (directed speed) and the same acceleration (time rate of change of velocity). The most general kind of motion combines both translation and rotation. All motions are relative to some frame of reference. Saying that a body is at rest, which means that it is not in motion, merely means that it is being described with respect to a frame of reference that is moving together with the body. For example, a body on the surface of the Earth may appear to be at rest, but that is only because the observer is also on the surface of the Earth. The Earth itself, together with both the body and the observer, is moving in its orbit around the Sun and rotating on its own axis at all times. As a rule, the motions of bodies obey Newton’s laws of motion. However, motion at speeds close to the speed of light must be treated by using the theory of relativity, and the motion of very small bodies (such as electrons) must be treated by using quantum mechanics.

Ruch ARTYKUŁ z Encyklopedii “Britanica” Ruch, w fizyce, jest to zmiana pozycji lub kierunku zwrotu ciała w czasie. Ruch po prostej lub krzywej nazywany jest translacją. Ruch, który zmienia kierunek zwrotu ciała nazywa się rotacją. W obu przypadkach wszystkie punktu w ciele mają tą samą prędkość (zwrot prędkości) i to samo przyśpieszenie (zmiana prędkości w czasie). Najczęstszym rodzajem ruchu jest połączenie obu, translacji i ruchu rotacyjnego (obrotowego). Wszystkie rodzaje ruchu są zależne od układu odniesienia. Gdy mówimy, że ciało jest w spoczynku, co znaczy, że nie jest w ruchu, znaczy to tylko że stan ciała jest opisany w szacunku do układu odniesienia, który porusza się wraz z ciałem. Na przykład, ciało na powierzchni Ziemi może występować w spoczynku, ale to tylko, dlatego że obserwator zjawiska również znajduje się na powierzchni Ziemi. W rzeczy samej Ziemia a z nią ciało i obserwator poruszają się na okołosłonecznej orbicie i obracają się wokół osi Ziemi cały czas. Z zasady, ruch ciał jest zgodny z prawami ruchu Newtona. Jednakże, ruch o prędkości bliskiej prędkości światła musi być opisany poprzez teorię względności oraz zasadami ruchu bardzo małych ciał (takich jak elektrony) oraz przez mechanikę kwantową.

Parametry opisujące ruch: przemieszczenie (zmiana położenia) – różnica między położeniem końcowym a początkowym, tor – linia, po której porusza się ciało:  - w ruchu prostoliniowym torem jest linia prosta, - w ruchu krzywoliniowym torem jest linia krzywa, droga – długość odcinka toru, czas – różnica między chwilą końcową a początkową ruchu.

Tor ruchu Linia jaką w przestrzeni zakreśla dane ciało. Ze względu na kształt toru ruchy dzielimy na: Prostoliniowe : Krzywoliniowe :

DROGA – długość toru WEKTOR PRZEMIESZCZENIA – wartość przemieszczenia jest równa długości odcinka łączącego położenie początkowe i końcowe ciała. A B Położenie Początkowe wektora końcowe

RUCH POSTĘPOWY 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 KRZYWOLINIOWY

Ruch jednostajnie prostoliniowy Ruch jednostajny prostoliniowy – ruch jednostajny po torze prostoliniowym, czyli ruch odbywający się wzdłuż prostej ze stałą prędkością.

Wykresy dla ruchu jednostajnie prostoliniowego wykres s(t) wykres v(t)

Badanie ruchu jednostajnie prostoliniowego Doświadczenie: Badamy ruch jednostajnie prostoliniowy przy pomocy toru powietrznego i poruszającego się po nim wózka. Badamy czas zmiany położenia wózka. s [m] 0.6 1,2 1,8 t 2,98 5,45 7,28

Korzystając z wyników z tabeli, sporządzamy wykres zależności droga od czasu. Wniosek: Z wykresu wynika, że droga jest wprost proporcjonalna do czasu.

Obliczam prędkość chwilową: Wniosek: Prędkość jest w przybliżeniu stała i wynosi 0,2 m/s. Zatem jest to ruch jednostajnie prostoliniowy.

Zadanie Pan Adam wsiadł do samochodu o godzinie 730, chcąc dotrzeć na godzinę 800 do miejsca pracy oddalonego od domu o s=12000m. Czy zdąży, jeżeli nie przekroczy dozwolonej szybkości V=50 km/h ?

Dane: Szukane: Odpowiedź: Pan Adam zdąży do pracy na czas, jadąc zgodnie z przepisami, jeśli na trasie nie będzie „korków”, ponieważ wymagana szybkość średnia Vśr=24 km/h jest mniejsza od dozwolonej szybkości Vm=50 km/h

Ruch jednostajnie przyspieszony Ruch jednostajnie przyspieszony to ruch, w którym w kolejnych jednostkach czasu, prędkość wzrasta o jednakową wartość.

Wykresy dla ruchu jednostajnie przyspieszonego

Badanie ruchu jednostajnie przyspieszonego Doświadczenie: Badamy ruch jednostajnie przyspieszony przy pomocy toru powietrznego i poruszającego się po nim wózka. Kiedy wózek zaczyna się zsuwać po pochylonym torze stoperami mierzymy czas, w którym ciało pokonuje odległość s1( czas t1), długość s2(czast2-mierzymy od początku ruchu wózka), , długość s3( czas t3- mierzymy od początku ruchu wózka).

Wyniki badania Wnioski: s (cm) 60 120 180 t (s) 1,47 2,09 2,61 s(cm) 60 120 180 2 2 t (s) 2,16 4,37 6,81 Wnioski: Na wykresie 1 punkty układają się wzdłuż linii krzywej. Na wykresie 2 punkty układają się wzdłuż linii prostej, zatem droga jest proporcjonalna do kwadratu czasu. Można stwierdzić, że jest to ruch jednostajnie przyspieszony

Zadanie Jabłko spada z gałęzi znajdującej się na wysokości h=2m nad ziemią. Ile czasu trwa ruch jabłka i jaka jest jego prędkość w momencie zderzenia się z ziemią ? Odpowiedź: Czas spadania jabłka wynosi 0,64 s a prędkość w momencie zderzenia z ziemią wynosi 6,272 m/s .

Ruch jednostajnie opóźniony Jest to ruch, którego torem jest linia prosta a wartość prędkości maleje w czasie.

Wykresy dla ruchu jednostajnie opóźnionego

Zadanie Krążek hokejowy, poruszający się z prędkością 10m/s zatrzymał się po czasie 10s. Oblicz opóźnienie tego krążka i drogę , którą przebył w czasie ostatnich 10s swojego ruchu. Odpowiedź: Opóźnienie krążka wynosi 1m/s, a droga 50m. 2

Ruch jednostajny po okręgu Ruch jednostajny po okręgu jest przypadkiem ruchu krzywoliniowego, którego wartość prędkości nie ulega zmianie. W ruchu występuje siła dośrodkowa, która powoduje powstanie przyspieszenia dośrodkowego, które powoduje zmianę kierunku wektora prędkości.

Wykresy dla ruchu jednostajnego po okręgu

Wielkości fizyczne opisujące ruch po okręgu Okres (T)- jest to czas, w ciągu którego ciało pokonuje całą długość toru- czyli obwód koła Częstotliwość (f)- jest to liczba obrotów wykonanych w ciągu jednostki czasu Prędkość liniowa- Prędkość liniowa jest zawsze skierowana stycznie do okręgu. Siła dośrodkowa Przyspieszenie dośrodkowe

Odpowiedź: rower jedzie Koło roweru ma obwód 3m. Jaka jest szybkość tego roweru, jeśli jego koła wykonują jeden obrót na sekundę? Zadanie Odpowiedź: rower jedzie z szybkością 3 m/s.

Ruch drgający (harmoniczny) Wielkości fizyczne opisujące ruch drgający to: Wychylenie ciała z położenia równowagi – oznacza się je literą x. Największe wychylenie ciała z położenia równowagi to amplituda – oznacza się je literą A. Okres drgań – to czas, w którym ciało wykonuje pełne drganie, tzn. przebywa drogę od jednego skrajnego położenia do drugiego i z powrotem – oznacza się je literą T. Do opisu zjawisk powtarzających się w czasie, a więc także ruchów drgających, stosuje się wielkość zwaną częstotliwością drgań, oznaczaną literami lub v Częstotliwość wyrażamy w jednostkach zwanych hercami (Hz). Jeśli w czasie 1s ciało wykonuje jedno drganie, to częstotliwość drgań wynosi 1 Hz

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą matematycznego wahadła harmonicznego Doświadczenie Na długiej ( około 2m) , mało rozciągliwej nitce zawieszamy niewielką kulkę, a następnie mierzymy okres drgań tak sporządzonego wahadła matematycznego, pilnując warunków kątów małych. W tym celu za pomocą sekundomierza mierzymy 20 pełnych okresów drgań.

Wyniki umieszczamy w tabelce Nr L T(20T) T g 1 2 56,8 2,84 9,78 57,2 2,86 9,84 3 56,6 2,83 9,64 z wzoru tego możemy uzyskać wartość przyspieszenia ziemskiego; Wniosek: przyspieszenie ziemskie ma wartość stałą równą w przybliżeniu 10m/s 2

Literatura Bogdan Mendel, Janusz Mendel; Fizyka i astronomia zbiór zadań Krzysztof Chyla; Fizyka dla uczniów liceów ogólnokształcących http://www.britannica.com/ http://fizyka.org/?teoria,3,2 http://pl.wikipedia.org/wiki/Ruch_jednostajny_prostoliniowy http://www.fizyka.edu.pl/kinematyka_praca.php http://kompendiumzfizyki.prv.pl/mechanika.html

Koniec