Dane informacyjne Nazwa szkoły: Gimnazjum im. Marii Skłodowskiej-Curie w Kaliszu Pomorskim ID grupy: 98/6_mf_g1 Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Ruch. Różne ciekawe historie związane z ruchem. Semestr/rok szkolny: 2011/2012

Skład grupy: Samanta Belkiewicz Dominik Błądek Martyna Gabrych Julia Kapiszka Daria Maciejak Dominik Majka Cezary Maślak Mateusz Witek Kaja Szulc Joanna Żukowska opiekun: Aleksandra Kapiszka

Cele projektu: Kształcenie umiejętności samodzielnego korzystania z różnych źródeł informacji. Gromadzenie, selekcjonowanie i przetwarzanie informacji. Doskonalenie umiejętności prezentacji zdobytych materiałów. Rozwijanie własnych zainteresowań. Wyrabianie odpowiedzialności za pracę własną i całej grupy.

Ruch Ruch to zmiana położenia ciała odbywająca się w czasie względem określonego układu odniesienia.

Względność ruchu Ruch jest względny. Oznacza to, że ciało w danej chwili może być w spoczynku albo w ruchu w zależności od wybranego układu odniesienia np. pasażer jadącego samochodu jest w spoczynku względem fotela ale równocześnie jest w ruchu względem mijanych drzew.

Układ odniesienia Układ odniesienia to ciało względem którego określamy położenie drugiego ciała np. pasażer lecącego samolotu względem ziemi się porusza, czyli ziemia jest układem odniesienia. Pasażer względem samolotu jest w spoczynku, czyli samolot jest układem odniesienia.

Ruch prostoliniowy Jednostajny Zmienny

Ruch jednostajnie zmienny Przyspieszony Opóźniony

Tor ruchu i droga Linia, jaką zakreśla ciało wykonujące ruch to tor ruchu. Długość toru między dwoma jego punktami to droga przebyta przez ciało. Drogę oznaczamy symbolem s. Jednostką drogi w układzie SI jest metr.

Przemieszczenie droga przemieszczenie Przemieszczenie jest wielkością wektorową. Początek wektora znajduje się w przemieszczenia położeniu początkowym, a koniec – w położeniu końcowym ciała.

Czas Zjawiska fizyczne, także ruch, zachodzą w określonym przedziale czasu t – t0, tzn. zaczynają się w pewnej chwili t0, a kończą w chwili t. Do pomiaru czasu mogą służyć: klepsydra, budzik, stoper, zegar wahadłowy, kroplomierz.

Jednostki czasu 1 wiek = 100 lat 1 rok = 365 (366) dni 1 miesiąc = 28/30/31 (29) dni 1 tydzień = 7 dób 1 doba = 24 godziny (h) 1 godzina = 60 minut (min) = 3600 sekund (s) 1 minuta = 60 sekund

Prędkość a szybkość Prędkość jest wielkością wektorową. Aby ją określić, należy podać jej: kierunek (zgodny z kierunkiem przemieszczenia), zwrot (również zgodny ze zwrotem przemieszczenia), wartość liczbową.

Szybkość i jej jednostki Szybkość to wartość liczbowa prędkości. Jednostką szybkości w układzie SI jest metr na sekundę ( )

Zamiana jednostek szybkości

Ruch jednostajny prostoliniowy… …czyli ruch odbywający się wzdłuż prostej ze stałą prędkością. Zgodnie z I zasadą dynamiki Newtona ciało porusza się po torze prostoliniowym (lub pozostaje w spoczynku), jeżeli na ciało nie działa żadna siła lub działające siły się równoważą.

Wykres zależności drogi od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym czas (s) droga (cm) 1 3 2 6 9 4 12 5 15

Zależność szybkości od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym czas (s) szybkość (cm/s) 3 1 2 4 5

Ruch jednostajnie przyspieszony… …to 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.

Przyspieszenie Przyspieszenie informuje, o ile wzrasta szybkość ciała w jednostce czasu. Jeśli szybkość początkowa jest równa 0 , to

Zależność szybkości od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym czas (s) szybkość (cm/s) 1 4 2 8 3 12 16 5 20

Zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym czas (s) droga (cm) 1 2 8 3 18 4 32 5 50

Ruch jednostajnie opóźniony… …to ruch, w którym prędkość ciała zmniejsza się o jednakową wartość w jednakowych odstępach czasu. Ciało takie ma przyspieszenie o stałej wartości, a jego zwrot jest przeciwny do zwrotu prędkości. Do opisu ruchu opóźnionego można wprowadzić wielkość zwaną opóźnieniem: Szybkość w ruchu jednostajnie opóźnionym obliczamy ze wzoru:

Zależność szybkości od czasu w ruchu jednostajnie opóźnionym prostoliniowym czas (s) szybkość (cm/s) 14 1 12 2 10 3 8 4 6 5 7

Jak obliczyć drogę dysponując wykresem zależności v(t) Dla każdego rodzaju ruchu pole figury pod wykresem zależności szybkości od czasu jest liczbowo równe przebytej przez ciało drodze. Na podstawie zamieszczonego obok wykresu możemy więc obliczyć, że w czasie 3 sekund ciało przebyło drogę 18 cm.

Szybkość średnia i chwilowa Szybkość średnią obliczamy dzieląc całkowitą drogę przebytą przez ciało przez czas trwania ruchu: Szybkość chwilową (wartość prędkości chwilowej) obliczamy dzieląc drogę przebytą przez ciało w bardzo krótkim czasie przez ten czas. Prędkość chwilowa jest wielkością wektorową, za jej pomocą podajemy informację nie tylko o wartości prędkości, ale także o tym, w którą stronę porusza się ciało. Oznacza się ją symbolem .

Wyznaczanie szybkości średniej Szybkość średnią sztafety złożonej z 4 osób wyznaczyliśmy w następujący sposób: Przygotowaliśmy trasę sztafety: odmierzyliśmy cztery odcinki po 100 m, zaznaczyliśmy miejsca zmiany zawodników, wyznaczyliśmy osoby mierzące czas każdego zawodnika. Zmierzyliśmy czas biegu każdej z osób tworzących sztafetę. Obliczyliśmy całkowity czas biegu sztafety oraz całkowitą jej długość. Wykonaliśmy obliczenia według wzoru:

Nasze obliczenia Obliczając średnią szybkość sztafety, podzieliliśmy całkowitą drogę przebytą przez zawodników (400 m) przez całkowity czas (t1+t2+t3+t4). Policzyliśmy także szybkość każdego z zawodników i pokazaliśmy, że średnia szybkość na całej trasie nie jest arytmetyczną średnią szybkości na poszczególnych odcinkach.

Szybkości w świecie zwierząt pies 19,4 m/s zając 64,8 km/h kłus konia 2 m/s cwał konia 7 m/s najszybszy koń 20 m/s jaskółka 108 km/h biegnący słoń 43,2 km/h

Mistrzowie szybkości Azjatyckie jerzyki, wzbijając się lotem aktywnym, dochodzą do 170 km/h. Gazele, na które poluje gepard, potrafią biec z prędkością 80 km/h i to znacznie dłużej niż on. W miejscowości Stalybridge w Wielkiej Brytanii policja drogowa zmierzyła radarem prędkość, z jaką spłoszony jeleń biegł ulicą. Wynosiła ona 68 km/h.

Mistrzowie szybkości Wśród zwierząt wodnych rekordzistką jest żaglica, która w krótkotrwałym zrywie osiąga prędkość 110 km/h, ale zaraz za nią jest tuńczyk, którego prędkość maksymalna wynosi 104 km//h. Najszybciej na długich dystansach pływają marliny, które potrafią utrzymywać prędkość 68-80 km/godz. Rekord fregaty wynosi 154 km/godz.

Rekordy szybkości Rekord prędkości jazdy motocyklem wynosi ponad 580 km/h. Dokonał tego Rocky Robinson z Team Ack Attack prowadząc motocykl o nazwie Streamliner. Rekord prędkości na rowerze: 268,831 km/h (167.043 mil na godzinę). Ustanowił go Holender Fred Rompelberg 3 X 1995 roku.

Rekordy szybkości Rekord prędkości pociągu TGV wynoszący 515,3 km/h, został ustanowiony przez pociąg Atlantique 18 maja 1990.

Rekordy szybkości 4 kwietnia 2002 r. austriacki narciarz Harry Egger uzyskał rekordową prędkość 248,28 km/h pokonując trasę liczącego 3250 km stoku Ruefikopf w Austrii . To najszybszy pojazd lądowy jaki kiedykolwiek zbudowali ludzie. Pojazd pokonuje jedyne 1149 km w czasie 1h.

Podsumowanie Podczas realizacji projektu zajęliśmy się tylko ruchem prostoliniowym, jednostajnym i jednostajnie zmiennym. W przyrodzie spotykamy się głównie z ruchami niejednostajnie zmiennymi, tzn. takimi, w których w jednakowych odstępach czasu zmiany szybkości są różne. Przykładem ruchu jednostajnie przyspieszonego jest swobodne spadanie ciał na Ziemię (z niewielkiej w porównaniu z jej rozmiarami wysokości). Swobodny spadek odbywa się ze stałym przyspieszeniem, zwanym przyspieszeniem ziemskim, oznaczanym literą g i wynoszącym w Polsce 9,81m/s2. Oprócz ruchu prostoliniowego wyróżniamy także krzywoliniowy, czyli taki, w którym kierunek prędkości ulega zmianie. Poruszając się samochodem, często mamy do czynienia z ruchem opóźnionym, np. gdy chcemy zatrzymać pojazd.

Podsumowanie Czas reakcji jest potrzebny kierowcy, aby zareagować na krytyczną sytuację. Waha się on od 0,3 do 1,7 s. Droga reakcji to droga, jaką przebywa samochód, zanim kierowca zareaguje na bodziec przez naciśnięcie pedału hamulca. Podczas działania hamulców pojazd przebywa tzw. drogę hamowania. Droga reakcji dla pojazdu poruszającego się z szybkością 50 km/h to około 9,3 – 13,9 m. Dlatego odległość między pojazdami powinna wynosić co najmniej 12 m. Uczestnik ruchu, np. pieszy, ma szansę przeżyć zderzenie z pojazdem poruszającym się z szybkością do 30 km/h, przy szybkości 50 km/h szansa ta maleje do 50 %. Stąd ograniczenie szybkości na terenie zabudowanym właśnie do 50 km/h. Niestety, wielu kierowców nie ma świadomości na temat powyżej przytoczonych faktów. Skutkiem jej braku jest znaczna część wypadków.

Źródła: Praca zbiorowa pod red. B. Sagnowskiej, Świat fizyki, ZamKor, Kraków 2009, I. Chełmińska, R. Grzybowski, Fizyka i astronomia. Vademecum. Egzamin gimnazjalny, Operon M. Rozenbajgier, R. Rozenbajgier, Fizyka dla gimnazjum, wydawnictwo ZamKor, Kraków 2005 www.scholaris.pl www.wiking.edu.pl www.wikipedia.org www.ścigacz.pl www.wrower.pl wiki.wolnepodreczniki.pl