Фізика. 7 клас. Максимович
§ 12. Нерівномірний рух. Миттєва швидкість. Середня швидкість
Чи можемо ми від крайньої західної точки (село Соломонове Закарпатської області) до крайньої східної точки (село Ранкова Зоря Луганської області) увесь час рухатися з однаковою швидкістю? Звичайно, ні. Потрібен час на відпочинок — зупинку, варто враховувати правила дорожнього руху, згідно з якими гранично допустимі значення швидкостей транспортних засобів у населених пунктах та за їх межами є обмеженими. Не можна забувати про інших учасників дорожнього руху (пішоходів, водіїв та пасажирів різних транспортних засобів, тварин), а також про те, що дорога буває не тільки прямою. Тому, щоб уникнути дорожньо-транспортних пригод під час руху, потрібно змінювати швидкість.
Дізнаймося про...
- рух з різною швидкістю;
- характеристики такого руху;
- розрахунок середньої швидкості.
1. Нерівномірний рух
Подорожуючи автомобілем, потягом, автобусом чи мандруючи пішки, неважко помітити, що ми на різних ділянках шляху рухаємось по-різному: швидко, повільно, збільшуючи швидкість чи зменшуючи її, або взагалі зупиняємось.
Рух, під час якого тіло за будь-які однакові проміжки часу проходить різні шляхи (або однаковий шлях проходить за різний час), називають нерівномірним.
2. Миттєва та середня швидкість
Характеристиками нерівномірного руху є миттєва та середня швидкості. Миттєва швидкість — це швидкість тіла у даний момент часу (у даній точці траєкторії).
Усі сучасні транспортні засоби мають прилад, за допомогою якого визначають миттєву швидкість. Цей прилад називають спідометром (мал. 12.1). Крім спідометра, сучасні автомобілі мають ще бортовий комп’ютер.
Мал. 12.1. Спідометр
Бортовий комп’ютер (маршрутний комп’ютер, бортовик) — невеликий автомобільний пристрій, який зчитує, обробляє і виводить на дисплей корисну інформацію. Це середня та миттєва швидкість, пройдена відстань, час, витрачене паливо, температура повітря у салоні та за бортом, неполадки автомобіля та багато інших параметрів (мал. 12.2).
Мал. 12.2. Бортовий комп’ютер
Середня швидкість — фізична величина, яка чисельно дорівнює відношенню шляху, пройденого тілом, до проміжку часу, за який цей шлях було пройдено:
Цікаво, що швидкісні потяги «Інтерсіті» та «Інтерсіті+» рухаються із середньою швидкістю, трохи більшою за 80 км/год. Лише на деяких напрямках, таких як Київ — Харків та Київ — Львів, швидкість сягає 110 км/год. Максимальна швидкість потяга в Україні 160 км/год. Але це не середня швидкість, а миттєва швидкість на деяких ділянках шляху (мал. 12.3).
Мал. 12.3. Швидкісний потяг
Середня швидкість не є середнім арифметичним значенням швидкостей на різних ділянках шляху.
Якщо тіло за проміжки часу t1, t2, t3 проходить відповідні шляхи S1, S2, S3, то для обчислення середньої швидкості потрібно знайти весь шлях руху і весь час руху, а потім — відношення цих величин:
Поміркуйте і дайте відповідь
За перші 50 с собака пробіг 200 м, за наступні 40 с — ту ж саму відстань, а потім ще 200 м він подолав за 60 с. Чи можна вважати такий рух рівномірним? Визначте середню швидкість руху собаки. (Здійсніть усний розрахунок.)
3. Приклад розв’язування задачі
Задача. На тренуванні велосипедист проїхав спочатку 30 км за 45 хв, а потім ще 50 км за 2 год. Визначте середню швидкість руху велосипедиста на всьому шляху.
Запам’ятайте
Нерівномірний рух — це рух, під час якого тіло за будь-які однакові проміжки часу проходить різні шляхи.
Миттєва швидкість — це швидкість тіла у даний момент часу (у даній точці траєкторії).
Середня швидкість — фізична величина, яка чисельно дорівнює відношенню шляху, пройденого тілом, до проміжку часу, за який цей шлях було пройдено.
Перевірте себе
1. Туристи пройшли 5,4 км за 1 год, наступні 10 км рухались зі швидкістю 4 км/год. Визначте їхню швидкість на першій ділянці руху. Визначте середню швидкість руху туристів на всьому шляху.
2. Скільки часу потрібно для того, щоб потрапити зі Львова на фестиваль у Тустань, мандруючи автомобілем, якщо відстань від Львова до Тустані становить приблизно 110 км, а середня швидкість руху автомобіля 62 км/год? Додатково розрахуйте: час руху до Тустані з того населеного пункту, де ви проживаєте (інформацію про відстань знайдіть в інтернет-ресурсах або інших джерелах); кошти на пальне, що затратить транспортний засіб, яким ви скористаєтеся (інформацію про розхід та ціну палива отримайте з додаткових джерел).
Обдумайте, змоделюйте, зробіть...
Складіть алгоритм дій та визначте середню швидкість вашого безпечного руху на ділянці «будинок — школа» чи середню швидкість руху вашого домашнього улюбленця.
Дотримуйтеся правил безпеки під час роботи!
Словник фізичних термінів (для пошуку інформації в англомовних джерелах)
|
Рівномірний прямолінійний рух |
Uniform linear motion |
|
Швидкість |
Velocity |
|
Нерівномірний рух |
Non-uniform motion |
|
Миттєва швидкість |
Instantaneous velocity |
|
Середня швидкість |
Average velocity |
|
Спідометр |
Speedometer |
