Bạn có thể cho ví dụ nào về chuyển động đều? Chuyển động đồng đều

Bạn có nghĩ mình đang chuyển động hay không khi đọc đoạn văn này? Hầu như mỗi bạn sẽ trả lời ngay: không, tôi không cử động. Và anh ấy sẽ sai. Một số người có thể nói: di chuyển. Và họ cũng sẽ sai. Bởi vì trong vật lý, một số thứ không hoàn toàn giống như những gì chúng ta thấy ngay từ cái nhìn đầu tiên.

Ví dụ, khái niệm chuyển động cơ học trong vật lý luôn phụ thuộc vào một điểm (hoặc vật) quy chiếu. Như vậy, một người bay trên máy bay chuyển động so với người thân của anh ta ở nhà nhưng đứng yên so với người bạn ngồi cạnh. Vì vậy, trong trường hợp này, những người thân buồn chán hoặc một người bạn đang ngủ trên vai là vật tham khảo để xác định xem người nói trên của chúng ta có di chuyển hay không.

Định nghĩa chuyển động cơ học

Trong vật lý, định nghĩa chuyển động cơ học đã học ở lớp 7 như sau: sự thay đổi vị trí của một vật so với các vật khác theo thời gian được gọi là chuyển động cơ học. Ví dụ về chuyển động cơ học trong cuộc sống hàng ngày bao gồm chuyển động của ô tô, con người và tàu thủy. Sao chổi và mèo. Bong bóng khí trong ấm đun nước sôi và sách giáo khoa trong chiếc ba lô nặng nề của cậu học sinh. Và mỗi khi phát biểu về chuyển động hoặc đứng yên của một trong những vật thể (vật thể) này sẽ trở nên vô nghĩa nếu không chỉ ra vật thể tham chiếu. Vì vậy, trong cuộc sống, thông thường khi nói về chuyển động, chúng ta muốn nói đến chuyển động so với Trái đất hoặc các vật thể tĩnh - nhà cửa, đường sá, v.v.

Đường chuyển động cơ học

Cũng không thể không kể đến đặc điểm của chuyển động cơ học là quỹ đạo. Quỹ đạo là một đường mà vật chuyển động dọc theo đó. Ví dụ, dấu giày trên tuyết, dấu vết của máy bay trên bầu trời và dấu vết của vết rách trên má đều là quỹ đạo. Chúng có thể thẳng, cong hoặc gãy. Nhưng độ dài của quỹ đạo, hay tổng độ dài, là quãng đường mà vật thể đi được. Con đường được chỉ định bởi chữ s. Và nó được đo bằng mét, cm và km, hoặc bằng inch, thước Anh và feet, tùy thuộc vào đơn vị đo lường nào được chấp nhận ở quốc gia này.

Các loại chuyển động cơ học: chuyển động đều và không đều

Các loại chuyển động cơ học là gì? Ví dụ, khi lái ô tô, người lái xe di chuyển với tốc độ khác nhau khi lái xe quanh thành phố và ở tốc độ gần như giống nhau khi lái xe trên đường cao tốc bên ngoài thành phố. Tức là nó di chuyển không đều hoặc đều. Vì vậy, chuyển động tùy thuộc vào quãng đường đi được trong những khoảng thời gian bằng nhau, được gọi là chuyển động đều hoặc không đều.

Ví dụ về chuyển động đều và không đều

Có rất ít ví dụ về chuyển động đều trong tự nhiên. Trái đất chuyển động gần như đều quanh Mặt trời, những giọt mưa nhỏ giọt, bong bóng nổi trong soda. Ngay cả một viên đạn bắn ra từ súng lục cũng chỉ di chuyển thẳng và đều ngay từ cái nhìn đầu tiên. Do ma sát với không khí và trọng lực của Trái đất, chuyến bay của nó dần dần trở nên chậm hơn và quỹ đạo của nó giảm dần. Trong không gian, một viên đạn có thể di chuyển rất thẳng và đều cho đến khi va chạm với một vật thể khác. Nhưng với chuyển động không đều thì tình hình sẽ tốt hơn nhiều - có rất nhiều ví dụ. Chuyến bay của một quả bóng trong một trận bóng đá, chuyển động của một con sư tử đang săn mồi, chuyển động nhai kẹo cao su trong miệng của một học sinh lớp bảy và một con bướm bay trên một bông hoa đều là những ví dụ về chuyển động cơ học không đồng đều của các cơ thể.

95. Cho ví dụ về chuyển động đều.
Ví dụ, nó rất hiếm khi xảy ra khi Trái đất chuyển động quanh Mặt trời.

96. Cho ví dụ về chuyển động không đều.
Chuyển động của ô tô, máy bay.

97. Một cậu bé trượt xuống núi bằng xe trượt tuyết. Phong trào này có thể được coi là thống nhất?
KHÔNG.

98. Ngồi trong toa của một đoàn tàu chở khách đang di chuyển và quan sát chuyển động của một đoàn tàu hàng đang chạy tới, chúng ta có cảm giác như đoàn tàu chở hàng đang đi nhanh hơn nhiều so với quãng đường trước khi nó gặp đoàn tàu chở khách của chúng ta. Tại sao điều này lại xảy ra?
So sánh tàu khách, tàu hàng chuyển động với tổng vận tốc của tàu khách và tàu hàng.

99. Người điều khiển ô tô đang chuyển động hoặc đứng yên so với:
a) đường;
b) ghế ngồi ô tô;
c) trạm xăng;
d) Mặt trời;
e) cây cối ven đường?
Đang chuyển động: a, c, d, d
Lúc nghỉ: b

100. Ngồi trong toa của một đoàn tàu đang chuyển động, chúng ta nhìn qua cửa sổ một chiếc ô tô đang tiến về phía trước, sau đó dường như bất động và cuối cùng lùi lại. Làm thế nào để giải thích những gì chúng ta thấy?
Lúc đầu vận tốc ô tô lớn hơn vận tốc tàu hỏa. Khi đó vận tốc của ô tô sẽ bằng vận tốc của tàu hỏa. Sau đó vận tốc của ô tô giảm dần so với vận tốc của tàu hỏa.

101. Máy bay thực hiện “vòng lặp chết”. Những người quan sát trên mặt đất nhìn thấy quỹ đạo nào?
Một đường tròn.

102. Cho ví dụ về chuyển động của vật dọc theo quỹ đạo cong so với mặt đất.
Sự chuyển động của các hành tinh quanh Mặt trời; thuyền di chuyển trên sông; chuyến bay của chim.

103. Cho ví dụ về chuyển động của các vật có quỹ đạo thẳng so với mặt đất.
Tàu di chuyển; người đàn ông đi thẳng.

104. Khi viết bằng bút bi, chúng ta quan sát thấy những chuyển động nào? Phấn?
Đồng nhất và không đồng đều.

105. Bộ phận nào của xe đạp khi chuyển động theo đường thẳng mô tả quỹ đạo thẳng so với mặt đất và bộ phận nào mô tả quỹ đạo cong?
Đường thẳng: tay lái, yên xe, khung.
Đường cong: bàn đạp, bánh xe.

106. Tại sao người ta nói Mặt trời mọc và lặn? Cơ quan tham chiếu trong trường hợp này là gì?
Vật thể tham chiếu được coi là Trái đất.

107. Hai ô tô đang chuyển động dọc theo đường cao tốc sao cho khoảng cách giữa chúng không thay đổi. Hãy chỉ ra vật nào mỗi vật đứng yên và vật nào chúng chuyển động trong khoảng thời gian đó.
Hai ô tô đứng yên so với nhau. Ôtô chuyển động so với các vật xung quanh.

108. Xe trượt đang lăn xuống núi; quả bóng lăn xuống một máng nghiêng; Hòn đá rời khỏi tay rơi xuống. Cơ quan nào trong số này đang tiến về phía trước?
Một chiếc xe trượt tuyết đang di chuyển về phía trước từ trên núi và một hòn đá được thả ra khỏi tay.

109. Một cuốn sách đặt trên bàn ở vị trí thẳng đứng (Hình 11, vị trí I) rơi xuống do một lực đẩy và rơi xuống vị trí II. Hai điểm A và B trên bìa sách mô tả quỹ đạo AA1 và BB1. Chúng ta có thể nói rằng cuốn sách đã tiến triển không? Tại sao?

Định nghĩa chuyển động cơ học

Đường chuyển động cơ học

Các loại chuyển động cơ học: chuyển động đều và không đều

Ví dụ về chuyển động đều và không đều

Loại chuyển động cơ học đơn giản nhất là chuyển động của vật dọc theo đường thẳng với tốc độ không đổi về độ lớn và hướng. Phong trào này được gọi là đồng phục . Với chuyển động đều, một vật đi được những quãng đường bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau. Để mô tả động học của chuyển động thẳng đều, trục tọa độ CON BÒ ĐỰCđược bố trí thuận tiện dọc theo đường di chuyển. Vị trí của vật trong chuyển động đều được xác định bằng cách xác định một tọa độ x. Vectơ chuyển vị và vectơ vận tốc luôn có hướng song song với trục tọa độ CON BÒ ĐỰC.

Do đó, độ dịch chuyển và tốc độ trong quá trình chuyển động thẳng có thể được chiếu lên trục CON BÒ ĐỰC và coi các dự đoán của chúng là đại lượng đại số.

Nếu vào một thời điểm nào đó t 1 vật thể ở tại một điểm có tọa độ x 1, và một lúc sau t 2 - tại điểm có tọa độ x 2 thì phép chiếu chuyển vị Δ S mỗi trục CON BÒ ĐỰC trong thời gian ∆ t = t 2 - t 1 bằng

Giá trị này có thể vừa dương vừa âm tùy thuộc vào hướng chuyển động của cơ thể. Với chuyển động đều dọc theo đường thẳng, mô đun chuyển vị trùng với quãng đường đi được. Tốc độ của chuyển động thẳng đều gọi là tỉ số

Nếu υ > 0 thì vật chuyển động theo hướng dương của trục CON BÒ ĐỰC; tại v< 0 тело движется в противоположном направлении.

Sự phụ thuộc tọa độ x theo thời gian t (định luật chuyển động) được biểu thị cho chuyển động thẳng đều phương trình toán học tuyến tính :

Trong phương trình này, υ = const là tốc độ của cơ thể, x 0 - tọa độ của điểm mà vật ở thời điểm đó t= 0. Đồ thị định luật chuyển động x(t) là một đường thẳng Ví dụ về các đồ thị như vậy được hiển thị trong Hình. 1.3.1.

Đối với định luật chuyển động thể hiện ở đồ thị I (Hình 1.3.1), với t= 0 vật ở điểm có tọa độ x 0 = -3. Giữa những khoảnh khắc thời gian t 1 = 4 s và t 2 = 6 s vật chuyển động từ điểm đó x 1 = 3 m tới điểm x 2 = 6 m Do đó, với Δ t = t 2 - t 1 = 2 s vật chuyển động được ∆ S = x 2 - x 1 = 3 m Do đó, tốc độ của cơ thể là

Giá trị tốc độ hóa ra là dương. Điều này có nghĩa là vật chuyển động theo hướng dương của trục CON BÒ ĐỰC. Chúng ta hãy lưu ý rằng trong đồ thị chuyển động, tốc độ của vật thể có thể được định nghĩa về mặt hình học là tỷ lệ khung hình BC Và A.C. tam giác ABC(xem hình 1.3.1)

Góc α mà đường thẳng tạo thành với trục thời gian càng lớn, tức là độ dốc của đồ thị càng lớn ( độ dốc), tốc độ của cơ thể càng lớn. Đôi khi người ta nói rằng tốc độ của một vật bằng tiếp tuyến của góc α với độ nghiêng của đường thẳng x (t). Từ quan điểm toán học, phát biểu này không hoàn toàn đúng vì các bên BC Và A.C. tam giác ABC có khác nhau kích thước: bên BCđược đo bằng mét và cạnh A.C.- tính bằng giây.

Tương tự, đối với chuyển động được minh họa ở Hình 1. 1.3.1 trực tiếp II, ta tìm được x 0 = 4 m, υ = -1 m/s.

Trong hình. 1.3.2 định luật chuyển động x (t) của cơ thể được mô tả bằng các đoạn thẳng. Trong toán học, những đồ thị như vậy được gọi là tuyến tính từng phần. Chuyển động này của cơ thể dọc theo một đường thẳng không đồng đều. Trong các phần khác nhau của biểu đồ này, vật thể di chuyển với tốc độ khác nhau, điều này cũng có thể được xác định bởi độ dốc của đoạn tương ứng với trục thời gian. Tại các điểm dừng của đồ thị, cơ thể ngay lập tức thay đổi tốc độ. Trên biểu đồ (Hình 1.3.2) điều này xảy ra tại các thời điểm t 1 = -3 giây, t 2 = 4 giây, t 3 = 7 giây và t 4 = 9 giây. Từ lịch trình chuyển động dễ dàng tìm được rằng trên khoảng ( t 2 ; t 1) vật chuyển động với tốc độ υ 12 = 1 m/s, trong khoảng thời gian ( t 3 ; t 2) - ở tốc độ υ 23 = -4/3 m/s và ở khoảng thời gian ( t 4 ; t 3) - với tốc độ υ 34 = 4 m/s.

Cần lưu ý rằng với định luật tuyến tính từng đoạn về chuyển động thẳng của một vật, quãng đường di chuyển tôi không phù hợp với chuyển động S. Ví dụ, đối với định luật chuyển động được thể hiện trong hình. 1.3.2, chuyển động của vật trong khoảng thời gian từ 0 s đến 7 s là bằng 0 ( S= 0). Trong thời gian này cơ thể đã di chuyển tôi= 8m.

Về mặt động học, có một tình huống trong đó một vật, trong bất kỳ khoảng thời gian bằng nhau tùy ý nào, chuyển động dọc theo các đoạn có độ dài bằng nhau của một đường đi. Đây là một phong trào thống nhất. Một ví dụ là chuyển động của một vận động viên trượt băng tốc độ ở giữa một quãng đường hoặc một đoàn tàu trên một đoạn đường bằng phẳng.

Về mặt lý thuyết, một vật thể có thể chuyển động theo bất kỳ quỹ đạo nào, kể cả quỹ đạo cong. Đồng thời, có khái niệm về đường đi - đây là tên quãng đường mà một vật đi được dọc theo quỹ đạo của nó. Đường đi là một đại lượng vô hướng và không nên nhầm lẫn với độ dịch chuyển. Thuật ngữ cuối cùng, chúng tôi biểu thị đoạn giữa điểm bắt đầu của đường đi và điểm cuối cùng, trong quá trình chuyển động theo đường cong, rõ ràng là không trùng với quỹ đạo. Độ dịch chuyển là đại lượng vectơ có giá trị bằng số bằng độ dài của vectơ.

Một câu hỏi tự nhiên được đặt ra: trong trường hợp nào chúng ta đang nói về chuyển động đều? Ví dụ, chuyển động của một băng chuyền trong một vòng tròn với cùng tốc độ có được coi là đồng đều không? Không, vì với chuyển động như vậy vectơ vận tốc sẽ thay đổi hướng mỗi giây.

Một ví dụ khác là một chiếc ô tô đang chuyển động theo đường thẳng với cùng tốc độ. Chuyển động như vậy sẽ được coi là đồng đều miễn là ô tô không quay đầu và đồng hồ tốc độ của nó hiển thị cùng một số. Rõ ràng chuyển động thẳng đều luôn xảy ra theo đường thẳng và vectơ vận tốc không thay đổi. Đường đi và chuyển động trong trường hợp này sẽ trùng nhau.

Chuyển động đều là chuyển động dọc theo một đường thẳng với tốc độ không đổi, trong đó độ dài các quãng đường đi được trong những khoảng thời gian bằng nhau là như nhau. Trường hợp đặc biệt của chuyển động đều có thể coi là trạng thái đứng yên khi vận tốc và quãng đường đi được bằng 0.

Tốc độ là một đặc tính định tính của chuyển động đều. Rõ ràng, các vật thể khác nhau di chuyển trên cùng một con đường trong những thời điểm khác nhau (người đi bộ và ô tô). Tỉ số giữa quãng đường mà một vật chuyển động đều chuyển động trên khoảng thời gian mà quãng đường đó đi được gọi là tốc độ chuyển động.

Do đó, công thức mô tả chuyển động đều có dạng như sau:

V = S/t; trong đó V là tốc độ chuyển động (là đại lượng vectơ);

S - đường đi hoặc chuyển động;

Biết tốc độ chuyển động không đổi, chúng ta có thể tính được quãng đường mà vật di chuyển trong bất kỳ khoảng thời gian tùy ý nào.

Đôi khi chuyển động đều và chuyển động có gia tốc đều bị nhầm lẫn. Đây là những khái niệm hoàn toàn khác nhau. - một trong những biến thể của chuyển động không đều (tức là một biến thể trong đó tốc độ không phải là một giá trị không đổi), có một đặc điểm phân biệt quan trọng - tốc độ trong trường hợp này thay đổi trong cùng một khoảng thời gian với cùng một lượng. Đại lượng này, bằng tỷ số giữa chênh lệch tốc độ và khoảng thời gian tốc độ thay đổi, được gọi là gia tốc. Con số này, cho biết tốc độ đã tăng hoặc giảm bao nhiêu trong một đơn vị thời gian, có thể lớn (khi đó vật thể được cho là tăng hoặc giảm tốc độ nhanh chóng) hoặc không đáng kể khi vật tăng tốc hoặc giảm tốc êm hơn.

Gia tốc, giống như tốc độ, có tính chất vật lý. Hướng của vectơ gia tốc luôn trùng với vectơ vận tốc. Một ví dụ về chuyển động có gia tốc đều là trường hợp một vật, trong đó lực hút của vật bởi bề mặt trái đất thay đổi trên một đơn vị thời gian một lượng nhất định, gọi là gia tốc trọng trường.

Về mặt lý thuyết, chuyển động đều có thể coi là trường hợp đặc biệt của chuyển động có gia tốc đều. Rõ ràng, vì tốc độ không thay đổi trong quá trình chuyển động như vậy nên không xảy ra gia tốc hoặc giảm tốc, do đó độ lớn gia tốc trong quá trình chuyển động đều luôn bằng 0.