Zadanie projektowe

3. Zadanie projektowe Jako nasze zadanie na ten semestr wybraliśmy sobie temat „Zrozumieć ruch”. Aby go naprawdę zrozumieć przypomnieliśmy sobie wiedzę zdobytą na lekcjach fizyki, poszukaliśmy dodatkowych informacji w Internecie i przede wszystkim sprawdziliśmy sami jak to jest z tymi ruchami. Wyniki naszej pracy prezentujemy poniżej.

4. SKĄD WIEMY, ŻE SIĘ PORUSZAMY? Ruch to zmiana położenia ciała względem wybranego układu odniesienia. Jednym słowem – jeśli nasze położenie względem innego ciała się zmienia, to znaczy, że względem tego ciała się poruszamy, albo to ciało porusza się względem nas. Ciało (lub ciała), względem którego rozpatrujemy ruch to nasz układ odniesienia.

5. WZGLĘDNOŚĆ RUCHU Względność ruchu wymaga podania układu odniesienia, względem którego rozpatrujemy ruch. Możliwe jest, że w tej samej chwili znajdujemy się i w ruchu i w spoczynku, w zależności od tego jaki układ odniesienia rozpatrujemy.

6. WZGLĘDNOŚĆ RUCHU Przykłady: Jadąc w samochodzie jesteśmy w ruchu względem drzew, ale względem kierowcy jesteśmy w spoczynku. Dwa jadące, z taką samą prędkością, samochody poruszają się względem drzew ale względem siebie są w spoczynku.

7. PODZIAŁ RUCHÓW

8. Zadanie projektowe Omówienie, zbadanie i zrozumienie wszystkich rodzajów ruchu w ramach jednego projektu byłoby bardzo trudne. W naszym przypadku o tyle trudniejsze, że dołączony do zestawu Coach detektor ruchu okazał się wadliwy i musieliśmy czekać na jego wymianę, co dość znacznie skróciło nam czas na wykonanie doświadczeń. Postanowiliśmy więc skupić się na ruchach prostoliniowych.

9. Ruch jednostajny prostoliniowy- prędkość - Ruch jednostajny prostoliniowy to ruch, w którym prędkość poruszającego się ciała pozostaje stała. Prędkość tą możemy obliczyć ze wzoru: gdzie: v – prędkość ciała [m/s], s – droga przebyta przez ciało [m], t – czas [s].

10. Ruch jednostajny prostoliniowy- prędkość- Wykres zależności prędkości ciała od czasu v(t) w ruchu jednostajnym prostoliniowym wygląda następująco:

11. Ruch jednostajny prostoliniowy- droga - Skoro ciało porusza się z stałą prędkością to przebyta droga musi być wprost proporcjonalna do czasu trwania ruchu. Oznacza to, że ciało, które porusza się np. trzy razy dłużej, pokona trzy razy większą odległość. Wykres zależności przebytej drogi od czasu s(t) w ruchu jednostajnym prostoliniowym wygląda więc następująco:

12. Ruch jednostajny prostoliniowy- droga - Drogę jaką przebywa ciało poruszające się dowolnym ruchem możemy obliczyć jako pole powierzchni pod wykresem zależności prędkości od czasu v(t) w tym ruchu (w naszym przypadku jest to prostokąt) lub przekształcając wzór na prędkość. Obie metody pozwalają określić zależność:

13. Ruch jednostajny prostoliniowy- i zasada dynamiki newtona - Aby ciało mogło poruszać się takim ruchem musi być spełniona I zasada dynamiki Newtona: Ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym gdy nie działa na nie żadna siła lub wszystkie działające siły równoważą się (F=0).

14. Ruch jednostajny prostoliniowy- przykładowe zadanie - Samochód porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym z prędkością 72 km/h. Oblicz jaką drogę przebędzie w ciągu 20 minut. Dane: Samochód ten przejedzie więc 24 km.

15. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie - Teraz przyszedł czas na sprawdzenie założeń teoretycznych. Jako zestaw doświadczalny posłużył nam Coach z detektorem ruchu, biała kartka oraz nasze koleżanki i koledzy.

16. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie - Oto przykładowe wykresy, które uzyskalismy: Ania:

17. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie - Kuba:

18. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie - Chcąc przetestować naszą znajomość Excela przekopiowaliśmy dane z tabel do tego programu. Dało nam to możliwość usunięcia skrajnych pomiarów różniących się znacznie od pozostałych i przedstawienia wyników w bardziej odpowiadającej nam formie.

19. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie - Jak widać, Ania nie przez cały czas poruszała się ze stałą prędkością. Można jednak przyjąć, że między 6 s a 7,4 s jej prędkość była stała (w granicach błędu). Na podstawie tych danych stworzyliśmy wykresy dla ruchu Ani.

20. Ruch jednostajny prostoliniowy- nasze doświadczenie -

21. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- zmiana prędkości - przyspieszenie - Ruch jednostajnie zmienny to ruch, w którym prędkość poruszającego się ciała równomiernie wzrasta lub maleje. Wielkością opisującą zmiany prędkości jest przyspieszenie. W ruchu jednostajnie zmiennym przyspieszenie jest wielkością stałą, gdyż w każdej sekundzie prędkość zmienia się o tą samą wartość. Przykład: Jeśli przyspieszenie dowolnego ciała wynosi a = 2 m/s2 , to prędkość tego ciała w każdej sekundzie wzrasta o 2 m/s.

22. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- przyspieszenie - Przyspieszenie ciała obliczamy ze wzoru: gdzie: a – przyspieszenie [m/s2], V k – prędkość końcowa [m/s], V 0 – prędkość początkowa [m/s], t – czas [s].

23. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- przyspieszenie - Przyspieszenie jest wielkością wektorową. W ruchu jednostajnie przyspieszonym wektor przyspieszenia ma wartość dodatnią (a ˃ 0) i zwrot zgodny z wektorem prędkości. W ruchu jednostajnie opóźnionym przyspieszenie ma wartość ujemną (a ˂ 0) i zwrot przeciwny do wektora prędkości.

24. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- przyspieszenie -

25. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- przyspieszenie -

26. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- prędkość - Prędkość jaką osiąga ciało poruszające się ruchem jednostajnie zmiennym zależy od prędkości początkowej V0, przyspieszenia a oraz czasu trwania tego ruchu t

27. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- droga - W ruchu jednostajnie zmiennym droga jest wprost proporcjonalna do kwadratu czasu. Oznacza to, że ciało, które porusza się np. trzy razy dłużej, pokona dziewięć razy większą odległość (bo 32=9). Wykres zależności drogi od czasu s(t) jest parabolą.

28. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- DROGA -

29. Ruch jednostajnie przyspieszony- ii zasada dynamiki newtona - Aby ciało mogło poruszać się takim ruchem musi być spełniona II zasada dynamiki Newtona: Jeżeli na ciało działa stała, niezrównoważona siła (F), to ciało porusza się ruchem jednostajnie zmiennym (przyspieszonym lub opóźnionym) z przyspieszeniem, którego wartość jest wprost proporcjonalna do działającej siły i odwrotnie proporcjonalna do masy tego ciała.. Siła wypadkowa F

30. Ruch jednostajnie przyspieszony- przykładowe zadanie - • Pod wpływem siły wypadkowej o wartości 20N ciało przebyło drogę 5m w czasie 5s. Oblicz wartość przyśpieszenia i masę tego ciała? Dane: Szukane: s = 5m, t = 5s, F = 20N, a = ? m = ?

31. Ruch jednostajnIE ZMIENNY- przykładowe zadania - Wiele zadań, które rozwiązywaliśmy na zajęciach znaleźliśmy na portalu http://www.iwiedza.net/index.html

32. Ruch jednostajnie przyspieszony- nasze doświadczenie - Próbowaliśmy zarejestrować ruch jednostajnie przyspieszony. Niestety nie wyszło nam to idealnie 

33. Ruch jednostajnie przyspieszony- nasze doświadczenie - Oto przykładowe wykresy, które otrzymaliśmy:

34. Prezentacjęprzygotowali: Łukasz Bosiacki Tomek Bosiacki Stanisław Chrust Adam Dublaga Mateusz Giera Andrzej Karnecki • Łukasz Krupecki • Marcin Pilarski • Ania Rzeźnikowska • Kuba Szypura • Ania Wiesner • Jagoda Witkowska oraz Małgorzata Śliwińska