Пізнаємо природу. 6 клас. Біда

Розділ 2. Пізнаємо явища природи

§ 4. Що таке рух і спокій

Ти вже знаєш, що всі об'єкти дослідження науковці називають тілами. Не важливо, це тіла живої чи неживої природи. Іде людина, їде автомобіль, летить літак чи зіштовхуються між собою молекули повітря — ми однаково кажемо, що рухаються тіла.

1. ЧИ Є В ПРИРОДІ СПОКІЙ

Ти часто спостерігаєш механічний рух і навіть береш участь у ньому. Вулицями ходять люди, мчать по дорозі автомобілі, узбіччям дороги їде скутер, вітер жене хмари, по листку повзе равлик, несуться в космічному просторі планети. Невпинно рухаються молекули, з яких складаються всі ці тіла. Це приклади механічного руху.

Механічний рух — це зміна положення тіла в просторі з плином часу відносно інших тіл.

Якщо із часом тіло не змінює свого положення, кажуть, що воно перебуває у спокої. Однак усі тіла рухаються, навіть ті, що на перший погляд здаються нам нерухомими. Дерево росте, рослини тягнуться до Сонця, поверхня Землі здригається від землетрусів. Навіть цілі міста рухаються разом із Землею навколо її осі та навколо Сонця. І Сонце теж рухається: обертається навколо своєї осі й разом з усіма планетами переміщується у просторі.

Рух і спокій є відносними. Усе залежить від того, яку систему відліку застосовувати. Спостерігач на узбіччі (мал. 12.1) скаже, що пасажири в автомобілях, які мчать по дорозі, рухаються відносно нього. А водій, який керує автомобілем, стверджуватиме, що його пасажири відносно нього нерухомі.

Мал. 12. Поміркуй, чому спокій і рух відносні: 1 — автомобілі на дорозі та на узбіччі; 2 — пасажирка на пероні

Наукові суперечки

2. ЯК ОПИСУЮТЬ РУХ

Уявну лінію, яку описує тіло під час руху, називають траєкторією. За траєкторією рухи поділяють на прямолінійні (траєкторія — пряма лінія) та криволінійні. Рух по колу — це теж криволінійний рух (мал. 13).

Мал. 13. Траєкторія руху: 1 — прямолінійна; 2, 3 — криволінійні

Таксистові байдуже, якою є траєкторія руху його автомобіля. Для нього важливо, скільки пального він витратить під час руху, а отже, скільки кілометрів він проїде. Довжину траєкторії в кілометрах (чи метрах) називають шляхом.

Шлях — це довжина траєкторії руху.

Для пасажира таксі важливо, як довго триватиме подорож — час руху (у годинах, хвилинах чи секундах). Шлях, який автомобіль проїде за одиницю часу, учасники руху визначають за спідометром, що показує швидкість автомобіля.

Швидкість автомобілів, літаків чи потягів вимірюють у кілометрах за годину (км/год). Швидкість можна подати також у метрах за секунду (м/с). Наприклад, швидкість 60 км/год показує, що за одну годину автомобіль проходить шлях завдовжки 60 км, а швидкість 15 м/с — що за одну секунду тіло проходить 15 м.

2. ЯК ВИЗНАЧИТИ ШВИДКІСТЬ

Величини, які характеризують рух — шлях, час і швидкість, пов’язані між собою. Щоб визначити швидкість руху (при незмінній швидкості), треба шлях, який пройшло тіло, поділити на час, за який тіло пройшло цей шлях:

де v — швидкість руху;

s — шлях, який пройшло тіло;

t — час, за який тіло пройшло шлях.

Швидкість тіла чисельно дорівнює шляху, пройденому тілом за одиницю часу.

З'ясуй, які обмеження швидкості встановлено на дорогах України, і поясни дорожні знаки на мал. 14.1.

З'ясуй, яке порушення правил дорожнього руху здійснює водій машини на мал. 14.2? Як він має діяти згідно з правилами.

Мал. 14. Правила дорожнього руху: 1 — знаки обмеження швидкості в Україні; 2 — порушення правил дорожнього руху

Спідометр автомобіля показує його швидкість у кожний момент часу. Він фіксує будь-яку зміну швидкості. Якщо за годину автомобіль має дістатися до пункту призначення, що розташований на відстані 60 км, то зрозуміло, що швидкість має бути 60 км/год. Чи була ця швидкість незмінною впродовж усього шляху? Тобто чи постійно спідометр показував 60 км/год? А можливо, подорож була із зупинками? Якщо перші 30 км автомобіль подолав за 15 хвилин (з постійною швидкістю 120 км/год), а через затори на дорогах знадобилося ще 45 хвилин для наступних 30 км (так що швидкість на цій ділянці шляху була 40 км/год), то середня швидкість на всьому шляху становитиме 60 км/год.

Середня швидкість руху дорівнює всьому пройденому шляху, поділеному на весь затрачений час.

Таблиця 5. Деякі характерні швидкості

Швидкість руху не впливає на організм людини. Ми рухаємося разом з планетою зі швидкістю 30 км/с навколо Сонця, а разом із Сонячною системою — зі швидкістю 250 км/с обертаємося навколо центру Галактики. Ми не помічаємо цього руху, наш організм реагує на зміну швидкості — згадай, як захоплює дух на гойдалці.

КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

• Механічний рух — це зміна положення тіла у просторі з плином часу.

• Якщо із часом тіло не змінює свого положення, кажуть, що воно перебуває у спокої. Рух і спокій є відносними. Усе залежить від того, яку систему відліку застосовувати.

• Уявну лінію, яку описує тіло під час руху, називають траєкторією. За траєкторією рухи поділяють на прямолінійні та криволінійні.

• Швидкість можна визначити поділивши шлях на час руху. Швидкість вимірюємо у км/год, у м/с.

ЗАПИТАННЯ • ЗАВДАННЯ • ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Наведи по 2-3 приклади прямолінійного та криволінійного рухів.

2. Упродовж 5 с малюй олівцем довільну лінію на аркуші паперу. За допомогою нитки виміряй її довжину. Визнач, з якою середньою швидкістю рухалося вістря олівця.

3. Два мудреці сперечалися про природу руху. Один наполягав: «Руху немає!». А другий, щоб довести протилежне, мовчки ходив перед ним. Розсуди, хто з мудреців мав рацію.

4. Автомобіль ще зі швидкістю 20 м/с. На дорозі встановлено знак обмеження швидкості до 60 км/год. Чи порушив водій правила дорожнього руху?