Фізика. 7 клас. Засєкіна

§ 9. Рівномірний прямолінійний рух. Швидкість рівномірного прямолінійного руху

Ви дізнаєтесь

• Який рух називають рівномірним. Що таке швидкість рівномірного руху. Одиниці швидкості.
• Як визначають швидкість під час рівномірного руху

Пригадайте

• Що називають пройденим шляхом; переміщенням.
• Які їх одиниці?

РІВНОМІРНИЙ ПРЯМОЛІНІЙНИЙ РУХ. Якщо траєкторія руху тіла — пряма лінія, то такий рух називають прямолінійним. Якщо тіло за будь-які однакові інтервали часу проходить однакові шляхи, то такий рух називають рівномірним.

Прикладом рівномірного руху, що спостерігається у природі, є рух точки земної поверхні під час добового обертання Землі, кінець стрілки годинника по циферблату. Рівномірний прямолінійний рух у природі трапляється досить рідко, прикладом такого руху можна вважати рух ескалатора метро, рух потягу на довгому й рівному відрізку залізниці.

Рівномірний прямолінійний рух — це рух, під час якого тіло за будь-які рівні інтервали часу проходить однакові відстані уздовж прямої лінії.

ШВИДКІСТЬ РІВНОМІРНОГО ПРЯМОЛІНІЙНОГО РУХУ. За один і той самий час різні тіла можуть пройти різні відстані. Наприклад, за 5 хв автомобіль проходить значно більшу відстань, ніж велосипедист, а велосипедист — більшу, ніж пішохід (мал. 47).

Мал. 47. Відстані, що проходять різні тіла за один і той самий час

Відповідно, одну й ту саму відстань автомобіль долає швидше, ніж велосипедист, а велосипедист — швидше, ніж пішохід.

Для порівняння стрімкості руху різних тіл у фізиці використовують характеристику руху, яку називають швидкістю.

Швидкість руху тіла — це фізична величина, яка показує, яку відстань проходить тіло за одиницю часу в напрямі руху.

Швидкість, як і переміщення, є векторною величиною. У разі прямолінійного руху напрям швидкості співпадає з напрямом переміщення (мал. 48).

Мал. 48. Напрям вектора швидкості руху тіл

У разі рівномірного прямолінійного руху швидкість руху тіла залишається незмінною за модулем і напрямом.

Щоб визначити модуль швидкості рівномірного прямолінійного руху тіла, треба модуль переміщення або шлях поділити на час і, протягом якого рухалось тіло:

Знаючи модуль швидкості руху тіла, можна оцінити, на скільки швидко чи повільно рухається тіло.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) за одиницю швидкості беруть швидкість такого рівномірного руху, під час якого тіло за 1 с проходить відстань 1 м. Цю одиницю називають метр за секунду і позначають 1 м/с.

Разом з тим, на практиці використовуються й інші одиниці, наприклад:

ШВИДКІСТЬ РУХУ ТІЛА — ВЕЛИЧИНА ВІДНОСНА. Швидкість механічного руху тіла є відносною величиною. Її значення залежить від вибору тіла відліку, відносно якого визначається швидкість.

Наприклад, швидкість будинку відносно Землі дорівнює нулю. Проте відносно Сонця будинок рухається разом із Землею з високою швидкістю — 30 км/с.

Мал. 49. Відносність швидкості руху

На малюнку 49 зображено двох школярів. Дівчинка йде вздовж берега озера зі швидкістю 5 км/год, хлопчик — пливе в човні з такою самою швидкістю. Це їхні швидкості відносно землі. Їхня ж відносна швидкість (швидкість хлопчика відносно дівчинки) дорівнює нулю. Подумайте, якою була б відносна швидкість школярів, якби вони рухалися в протилежних напрямах?

ФІЗИКА НАВКОЛО НАС

На відміну від відстаней та інтервалів часу, всі можливі у природі швидкості руху тіл вкладаються між двома граничними значеннями: мінімальним, що дорівнює нулю, та максимальним (3 • 10⁸ м/с) — що дорівнює швидкості світла у вакуумі (у пустоті, тобто у просторі, вільному від речовини).

Характерні значення швидкості руху деяких об’єктів

Об’єкт	Швидкість руху, м/с
Равлик	0,0014
Черепаха	0,05-0,14
Пішохід	1-1,3
Гепард (найшвидший серед тварин)	>30
Серійний легковий автомобіль (рекорд)	120 (або 430 км/год)
Звук у повітрі при температурі 0°С	≈ 330
Молекули азоту при температурі 0°С	≈ 500
Реактивний літак	700
Місяць — по орбіті навколо Землі	1 • 103
Штучний супутник Землі	8 • 103
Земля — по орбіті навколо Сонця	3 • 104
Світло	3 • 108

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ

Рівномірний прямолінійний рух — це рух, під час якого тіло за будь-які рівні інтервали часу проходить однакові відстані уздовж прямої лінії.

Швидкість руху тіла — це фізична величина, яка характеризує стрімкість зміни положення тіла у просторі і показує, яку відстань проходить тіло за одиницю часу в напрямі руху.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Дайте відповідь на запитання

• 1. Який рух називають рівномірним?
• 2. Що показує швидкість тіла під час його рівномірного руху?
• 3. Які одиниці швидкості?

Поясніть

• 1. Чи є рух тіла рівномірним, якщо тіло за першу секунду від початку спостереження за його рухом проходить 10 м, за кожну половину секунди — 5 м, за кожну п’яту частину секунди — 2 м.
• 2. Чи можна вважати рух велосипедиста рівномірним, якщо він за перші 5 хв проїхав 5 км, а за наступні 1/6 год — 10 км?
• 3. Виразіть у м/с: 36 км/год; 36 км/хв; 36 м/хв.
• 4. Два тіла рухаються рівномірно і прямолінійно. Чим можуть відрізнятись рухи цих тіл?