Изображение движения на графике. Равномерное и неравномерное движение

Говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Поэтому в физике часто используются графики. График показывает результаты измерений двух переменных физических величин и связь между ними. С помощью графика можно просто и понятно представить одновременно большое количество данных. По сравнению с длинными текстами и объемными таблицами, поиск нужной информации на графике занимает меньше времени.

Скорость движения Усэйна Болта в забеге на 100 метров, измеренная на разном расстоянии от старта.

График равномерного движения

Если мы измерим расстояние в определенные моменты времени и отметим полученные результаты на графике, то получим информацию о движении и в те моменты времени, когда измерения не проводились. При исследовании движения используется график, на одной оси которого отмечается пройденное расстояние, а на другой – затраченное время.

Равномерным называется движение, при котором скорость тела не меняется. Это значит, что за равные промежутки времени тело всегда преодолевает одинаковое расстояние. Например, если велосипедист едет из Вильянди в Пыльва с постоянной скоростью   20 км ч , то за каждый час он преодолевает расстояние в 20 км.

На горизонтальной оси (оси x) графика движения указано время в часах, а на вертикальной оси (оси y) – пройденное расстояние в километрах. Цена деления на оси x равна 1 ч, а на оси y – 20 км.

Графиком равномерного движения
​является прямая.

Подумай!

  • Почему при описании движения удобно использовать график?
  • Какие тела движутся с постоянной скоростью?

График неравномерного движения

Описать равномерное движение достаточно легко, однако чаще тела движутся неравномерно. В случае неравномерного движения скорость тела меняется в процессе движения, т. е. за равные отрезки времени тело преодолевает различные расстояния. Например, передвигаясь в городе на автомобиле, часто приходится менять скорость из-за встречающихся светофоров и пешеходных переходов. Скорость велосипедиста, спускающегося с холма, увеличивается. Результаты измерения скорости можно изобразить в виде графика. Началу движения соответствует точка начала координат. В этот момент еще не было затрачено времени (0 с) и месторасположение велосипедиста не изменилось (0 м). Сначала дорога была ровной, спустя 1 секунду велосипедист был на расстоянии 4 м. Затем дорога начала спускаться, а скорость – увеличиваться. В конце наблюдения велосипедист преодолевал 11 м за одну секунду.

График неравномерного движения.

Графиком неравномерного движения
​не является прямая, поскольку в ходе движения скорость меняется.

За 1 секунду тело преодолевает расстояние  м, за 2 секунды –  м, за 3 секунды –  м и за 4 секунды –  м.

На графике представлено  движение.

За 1 секунду тело преодолевает расстояние  м, за 2 секунды –  м, за 3 секунды –  м и за 4 секунды –  м.

На графике представлено  движение.

Подумай!

  • Чем отличается график равномерного движения от графика неравномерного движения?
  • Какое движение наиболее распространено – равномерное или неравномерное?

Средняя скорость

Вспомним пример равномерного движения: велосипедист едет с постоянной скоростью  20 км ч . Эта скорость также является его средней скоростью. Средняя скорость показывает, какое расстояние в среднем преодолевает тело за одну единицу времени.

При движении велосипедиста по пересеченной местности его скорость постоянно меняется, поэтому для характеристики движения используется средняя скорость.

Чтобы вычислить среднюю скорость велосипедиста, спускающегося с холма, нужно разделить пройденное расстояние на затраченное время:

Чтобы сравнить среднюю скорость двух велосипедистов, нужно преобразовать единицы. Выразим скорость съезжающего с холма велосипедиста  8 м с  в километрах в час. Для этого необходимо знать, сколько секунд в часе и сколько метров в километре: 1 ч = 60 мин = 3600 с и 1 км = 1000 м.

Сначала преобразуем единицу длины:

Для сравнения скорости двух тел нужно выразить значения в одинаковых единицах.

Затем преобразуем единицу времени:

Таким образом, средняя скорость съезжающего с холма велосипедиста была выше. Из преобразования следует, что справедливо равенство  1 м с = 3,6 км ч .

1)  3,6 км ч  =   м ч  =   м с

2)  90 км ч  =   м ч  =   м с

3)  12,5 м с  =   м ч  =   км ч

1)  18 км ч  =   м ч  =   м с

2)  20 м с  =   м ч  =   км ч

3)  90 м с  =   м ч  =   км ч

Основные понятия

  • Равномерное движение – движение, при котором скорость тела не меняется.
  • Неравномерное движение – движение, при котором скорость тела меняется.
  • Средняя скорость показывает, какое расстояние в среднем преодолевает тело за одну единицу времени.
Өтінемін күте тұрыңыз