Temat :

2. Temat : Ruch

3. DANE INFORMACYJNE 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. CELE • 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. Spis treści Rozdział I „Wstęp” : Rozdział II „układy odniesienia” : • Informacje ogólne • Definicja • Parametry • Podział • Układ interakcyjny • Definicja • Zasada działania • Kierunek i wektor • Tor ruchu • Definicja • Podziały • Przykłady • Wygląd • 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. Rozdział I Wstęp

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

8. Parametry opisujące ruch: • 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. Klasyfikacja ruchówPodział ze względu na tor ruchu: • 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 postępowy RUCH PROSTOLINIOWY RUCH JEDNOSTAJNY PO KRZYWEJ RUCH ZMIENNY PO KRZYWEJ RUCH JEDNOSTAJNY RUCH ZMIENNY RUCH PRZYSPIESZONY RUCH OPÓŹNIONY JEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY JEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY NIEJEDNOSTAJNIE PRZYSPIESZONY NIEJEDNOSTAJNIE OPÓŹNIONY

11. Tor ruchu

12. Tor ruchu 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. Klasyfikacja ruchów ze względu na kształt toru • prostoliniowe, • krzywoliniowe, • jedno- dwu- i trójwymiarowe, • cykliczne (po torze zamkniętym), • niecykliczne (po torze otwartym). Na podstawie kształtu toru ruchu, ruchy klasyfikuje się na:

14. Przykłady torów ruchu • Parabola • Krzywa • Balistyczna • Elipsa • Linia śrubowa • Łamana

15. Wygląd przykładowych torów ruchu Parabola Krzywa Linia śrubowa

16. Rozdział II Układ odniesienia

17. Układ inercjalny

18. Co To Jest Układ Inercjalny ??? 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 Zasada Działania 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 zewnętrznaGdy nie ma siły zewnętrznej

20. Kierunek i zwrot wektora pędu 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. Kierunek i zwrot wektora pędu jest taki, jak kierunek i zwrot prędkości. Pęd wyraża się w jednostkach     

21. Przykład Układu Inercjalnego 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. Wektor • Podczas opisywania wektora należy podać 4 jego własności: • kierunek - prosta na której leży wektor • zwrot - początek i koniec wektora • wartość • punkt przyłożenia 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.

23. Działania na wektorach 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. Rozdział III Rodzaje ruchu

25. Ruch jednostajny • 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. Cechy ruchu jednostajnego • Droga jest proporcjonalna do czasu trwania ruchu • Prędkość ma stałą wartość • Przyspieszenie ma wartość zero

27. x r Ruch jednostajnie prostoliniowy • 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: Wykres jednostajnie prostoliniowy Szybkość Ruch jednostajny prostoliniowy v = s/t Droga Ruch jednostajny prostoliniowy s = vt

28. Cechy ruchu jednostajnie prostoliniowego • 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 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 Droga Ruch jednostajnie przyspieszony s = vot + at2/2 Szybkość Ruch jednostajnie przyspieszony v = vo+at

30. Cechy ruchu jednostajnie przyspieszonego • droga jest proporcjonalna do kwadratu czasu • szybkość jest proporcjonalna do czasu • przyspieszenie ma stałą dodatnią wartość

31. Ruch po Okręgu

32. Definicja 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. Wzory

34. Podstawowe pojęcia o ruchu jednostajnego po okręgu 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 Na rysunku mamy ciało uchwycone w kolejnych chwilach obiegu. Ponieważ rozważania dotyczą ruchu jednostajnego wartość prędkości tego ciała jest za każdym razem taka sama Jednostką drogi jest oczywiście metr Charakterystyczne jest to, że zmianie nieustannie ulega kierunek i zwrot prędkośc

35. y r s  x 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

36. Prędkość katowa 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. Zadanie Rozwiązanie 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.

38. Ruch opóźniony

39. Definicja • 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. Przykład • Przykładem ruchu opóźnionego jest jakiekolwiek hamowanie obiektu, np. hamowanie samochodu jest tego znakomitym zobrazowaniem.

41. Ruch jednostajnie opóźniony to ruch, w którym prędkość w kolejnych jednostkach czasu maleje o jednakową wartość:

42. Cechy kinematyczne ruchu jednostajnie opóźnionego: • droga jest kwadratową funkcją czasu • prędkość jest liniową funkcją czasu • opóźnienie jest stałe • odbywa się on po torze prostoliniowym

43. W ruchu jednostajnie opóźnionym szybkość maleje wraz z upływem czasu według wzoru:

44. Wzór na przemieszczenie ciała od początku układu odniesienia w ruchu jednostajnie opóźnionym:

45. Wzór na drogę w ruchu jednostajnie opóźnionym z prędkością początkową:

46. Przykładowe zadanie: • 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. Rozwiązanie: • Odległość policzymy ze wzoru na drogę; pocisk miał jednak prędkość początkową, którą też uwzględniamy:

48. Przyspieszenie

49. Definicja • 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.

50. Jednostka przyspieszenia • Jednostką przyspieszenia jest "metr na sekundę kwadrat"