§8. Рівномірний рух. Швидкість руху

ГДЗ Фізика 7 клас Бар’яхтар

Що означають вирази “швидкість автомобіля 250 км/год” та “швидкість вітру 25 м/с”?

Ці вирази означають швидкість руху об’єктів. У випадку автомобіля, це означає, що за одну годину він долає відстань 250 кілометрів. Для вітру це означає, що за одну секунду повітряні маси переміщуються на відстань 25 метрів.

Як порівняти ці швидкості?

Щоб порівняти ці швидкості, потрібно привести їх до однакових одиниць вимірювання. Можемо перевести швидкість автомобіля в метри за секунду:

250 км/год = 250 * 1000 м / 3600 с ≈ 69,4 м/с

Тепер можемо порівняти:

Швидкість автомобіля: 69,4 м/с
Швидкість вітру: 25 м/с

Отже, швидкість автомобіля приблизно у 2,8 рази більша за швидкість вітру в цьому прикладі.Важливо зазначити, що швидкість - це фізична величина, яка показує, який шлях долає тіло за одиницю часу. У Міжнародній системі одиниць (СІ) швидкість вимірюється в метрах за секунду (м/с).

Коли ви чуєте, що швидкість руху автомобіля 20 метрів за секунду, то розумієте: щосекунди автомобіль долає відстань 20 м. Поміркуйте, яку відстань подолає цей автомобіль за 10 секунд; за пів секунди; за 0,1 секунди

За 10 секунд: 20 м/с × 10 с = 200 м

За пів секунди (0,5 с): 20 м/с × 0,5 с = 10 м

За 0,1 секунди: 20 м/с × 0,1 с = 2 м

ДОСЛІДЖЕННЯ

Чи залежить швидкість руху бульбашки від її розмірів?

Щоб відповісти на це питання, потрібно порівняти швидкості руху бульбашок різного розміру. Якщо швидкості відрізняються для бульбашок різного розміру, то можна зробити висновок, що швидкість руху залежить від розміру бульбашки. Зазвичай більші бульбашки рухаються швидше, ніж менші, через більшу силу виштовхування, що діє на них.

Це дослідження допомагає зрозуміти залежність швидкості руху об’єкта від його розмірів у в’язкому середовищі та наочно демонструє поняття швидкості руху.

Космічна ракета мчить зі швидкістю 8 кілометрів за секунду. Равлик повзе зі швидкістю 18 сантиметрів за хвилину. Подайте в метрах за секунду швидкості рухів ракети та равлика. У скільки разів відрізняються ці швидкості?

Швидкість ракети: 8 км/с = 8000 м/с (оскільки 1 км = 1000 м)

Швидкість равлика: 18 см/хв = 0,18 м/хв = 0,18 м / 60 с = 0,003 м/с

Щоб визначити, у скільки разів швидкість ракети більша за швидкість равлика, потрібно поділити швидкість ракети на швидкість равлика: 8000 м/с / 0,003 м/с ≈ 2 666 667 разів

Отже, швидкість космічної ракети приблизно у 2 666 667 разів більша за швидкість равлика.

Перенесіть у зошит траєкторію руху м’яча. Позначте напрямок швидкості руху м’яча в декількох точках траєкторії. У якій точці значення швидкості буде найбільшим? найменшим?

Траєкторія руху м’яча:

М’яч рухається по дузі, починаючи рух знизу, піднімаючись вгору, а потім опускаючись вниз.

Напрямок швидкості:

Напрямок швидкості в кожній точці траєкторії буде дотичним до траєкторії. Тобто, на початку руху швидкість направлена вгору і трохи вправо, у верхній точці - горизонтально вправо, а в кінці руху - вниз і вправо.

Значення швидкості:

Найбільше значення швидкості буде в нижній точці траєкторії, тобто на початку і в кінці руху. Це пов’язано з тим, що в цих точках вся енергія м’яча перетворюється в кінетичну.
Найменше значення швидкості буде у верхній точці траєкторії. У цій точці кінетична енергія м’яча частково перетворюється в потенціальну енергію, тому швидкість зменшується.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Який рух називають рівномірним? рівномірним прямолінійним? Наведіть приклади.

Рівномірний рух - це механічний рух, під час якого за будь-які рівні інтервали часу тіло долає однаковий шлях.

Рівномірний прямолінійний рух - це механічний рух, під час якого за будь-які рівні інтервали часу тіло здійснює однакові переміщення.

Приклади рівномірного прямолінійного руху: рух автомобіля на прямолінійній ділянці дороги (без розгону та гальмування), рух комбайна під час жнив.

2. Як знайти швидкість рівномірного руху?

Швидкість рівномірного руху (v) можна знайти за формулою:

v = l / t

де l - шлях, який подолало тіло, t - інтервал часу, протягом якого цей шлях було подолано.

3. Назвіть одиниці швидкості руху.

Одиниця швидкості руху в СІ - метр за секунду (м/с). Також використовуються кілометри за годину (км/год).

4. Спідометри автомобілів проградуйовані в кілометрах за годину. Як цю швидкість подати в метрах за секунду?

Щоб перевести швидкість з км/год в м/с, потрібно значення швидкості в км/год поділити на 3,6. Наприклад:

36 км/год = 36 / 3,6 = 10 м/с

5. Як визначити шлях, якщо відомі швидкість і час руху тіла?

Шлях можна визначити за формулою:

l = v \cdot t

де $v - швидкість, t - час$

6. Як визначити час руху тіла, якщо відомі шлях і швидкість руху тіла?

Час руху можна визначити за формулою:

t = l / v

де $l - шлях, v - швидкість$

ВПРАВА № 8

1. Стадо антилоп рухається зі швидкістю 36 км/год. Який шлях подолає стадо за 5 хв?

t = \frac{5\text{ хв}}{60\text{ хв/год}} = \frac{1}{12}\text{ год}

Використаємо формулу шляху:

S = v \cdot t

де $S - шлях, v - швидкість, t - час.$

S = 36\text{ км/год} \cdot \frac{1}{12}\text{ год} = 3\text{ км}

Отже, стадо подолає шлях 3 км за 5 хвилин.

2. Вважаючи рух плавців рівномірним (див. рисунок), визначте швидкість руху кожного з них.

Для першого плавця:

v_1 = \frac{S}{t_1} = \frac{99\text{ м}}{180\text{ с}} = 0.55\text{ м/с}

Для другого плавця:

v_2 = \frac{S}{t_2} = \frac{99\text{ м}}{220\text{ с}} = 0.45\text{ м/с}

3. Визначте, яка швидкість руху більша: 16 м/с чи 54 км/год.

Переведемо 54 км/год в м/с:

54\text{ км/год} = \frac{54\text{ км/год}}{3.6\text{ км/год}/(\text{м/с})} = 15\text{ м/с}

Отже, 16 м/с є більшою швидкістю, ніж 54 км/год.

4. Подайте в метрах за секунду: 18 км/год; 108 км/хв; 72 см/хв.

18 км/год = 18 / 3,6 = 5 м/с
108 км/хв = 108000 м/хв = 108000 / 60 = 1800 м/с
72 см/хв = 0.72 м/хв = 0.72 / 60 = 0.012 м/с

5. Подайте в кілометрах за годину: 2 м/с; 30 км/хв; 20 см/с.

2 м/с = 2 × 3.6 = 7.2 км/год
30 км/хв = 30 × 60 = 1800 км/год
20 см/с = 0.2 м/с = 0.2 × 3.6 = 0.72 км/год

6. Одиниця довжини світловий рік дорівнює відстані, яку долає світло у вакуумі за рік. Подайте цю відстань у кілометрах, вважаючи, що швидкість поширення світла у вакуумі 300,000 км/с.

Відстань, яку долає світло за рік, можна обчислити як: швидкість світла × кількість секунд у році.

Кількість секунд у році: 60 секунд/хв × 60 хв/год × 24 год/день × 365 днів = 31,536,000 секунд.

Отже, світловий рік = 300,000 км/с × 31,536,000 с = 9,460,800,000,000 км.