Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

Розділ ІІ МЕХАНІЧНИЙ РУХ

&18. Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

✓ Який механічний рух називають рівномірним?

✓ Як визначити швидкість тіла під час рівномірного руху?

1. Рівномірний рух зустрічається в природі нечасто. Строго кажучи, ідеально рівномірно не може рухатися жодне тіло, але можна створити такі умови, за яких рух відбуватиметься практично рівномірно. Спробуйте уявити собі, за яких умов автомобіль міг би рухатися рівномірно із пункту А до пункту В (див. рис. 38). Це могло б бути лише у тому разі, якби

він ніде не гальмував, ніде не зупинявся, уже в початковому пункті, тобто на старті, їхав зі швидкістю  Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість і проїхав пункт В з тією самою швидкістю. Такий рух і справді можливий, але тільки на деякій ділянці шляху автомобіля.

Будь-яке тіло, рушаючи з місця, розганяється; миттєво зупинитися воно також не може. Уявіть собі рух поїзда чи автомобіля, рух птаха або свій власний рух зі школи додому. На деякій ділянці шляху можна рухатися швидше або повільніше, десь доведеться зупинитися

(наприклад. перед світлофором) і знову продовжити рух далі. Це все приклади нерівномірного руху.

За нерівномірного руху швидкість тіла змінюється, оскільки пройдений ним шлях за однакові інтервали часу буде різним на різних ділянках траєкторії. Проробимо дослід з візком, на якому установлена крапельниця. Приведемо його поштовхом у рух. Пройшовши певну відстань, візок зупиниться. Вимірявши відстані між слідами від крапель, які падають через рівні проміжки часу з крапельниці, ми побачимо, що ці відстані з часом зменшуються (рис. 44).

 Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

Рис. 44

Про які ж швидкості йдеться, коли називають числове значення швидкості, наприклад, поїзда, який рухається зі Львова до Києва, або літака, що летить з Донецька в Сімферополь?

У випадках, коли потрібно взнати швидкість нерівномірного руху, знаходять значення середньої швидкості руху тіла по траєкторії (vc). Для цього необхідно весь шлях l, пройдений тілом, поділити на весь час t його руху:

Vc =  Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість.

Ця швидкість є величиною скалярною.

У таблиці 2 наведено значення деяких швидкостей руху, що зустрічаються у природі й техніці.

Таблиця 2

Середні швидкості руху, м/с

Равлик

0,0015

Поїзд “Hyundai”

77

Муха

5

Літак АН-140

266

Горобець

10

Винищувач МіГ-29

2200

Заєць

17

Місяць навколо Землі

1000

Лев

18

Земля навколо Сонця

30 000

АвтоЗАЗ Ланос

40

Світло у вакуумі

300 000 000

4. Приклад розв’язування задачі.

Товарний поїзд проходить перші 10 км за півгодини, наступні 10 км – за 20 хв і ще 10 км – за 10 хв. Чому дорівнює середня швидкість поїзда на всьому шляху?

 Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

Розв’язування.

За визначенням, середня швидкість дорівнює vс =  Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість ,

Де l – увесь пройдений поїздом шлях: l = = l1 + l2 + l3; t – увесь час руху поїзда: t = = t1 + t2 + t3.

Отже:

Vc = Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість ,

Vc=  Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість .

Відповідь. v = 30 км/год.

Запитання для самоперевірки

1. Який рух називають нерівномірним?

2. Наведіть приклади нерівномірного руху.

3. Яка швидкість характеризує нерівномірний рух?

4. Як визначають середню швидкість нерівномірного руху?

Завдання 11

1. Велосипедист за перші 10 с проїхав 40 м, за наступні 20 с – 200 м і за останні 10 с – 80 м. Знайдіть середню швидкість велосипедиста на кожній ділянці і на всьому шляху.

2. Скориставшись графіком залежності швидкості руху тіла від часу (рис. 45), визначте його середню швидкість за 8 с руху.

3. Скориставшись таблицею 2, складіть задачу на визначення середньої швидкості. Запишіть її умову і розв’язок.

Визначте середню швидкість піднімання ліфта у вашому будинку, використовуючи метод оцінювання (див. прим. на с. 25).

 Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

Рис. 45




Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість