هل تعتقد أنك تتحرك أم لا عندما تقرأ هذا النص؟ سوف يجيب كل واحد منكم تقريبًا على الفور: لا، أنا لا أتحرك. وسوف يكون مخطئا. وقد يقول قائل: متحرك. وسيكونون مخطئين أيضًا. لأنه في الفيزياء، بعض الأشياء ليست تمامًا كما تبدو للوهلة الأولى.
على سبيل المثال، يعتمد مفهوم الحركة الميكانيكية في الفيزياء دائمًا على نقطة مرجعية (أو جسم). وهكذا فإن الشخص الذي يسافر على متن طائرة يتحرك بالنسبة إلى أقاربه الباقين في المنزل، ولكنه يكون في حالة راحة بالنسبة إلى صديقه الجالس بجانبه. لذا فإن الأقارب الذين يشعرون بالملل أو الصديق الذي ينام على الكتف هم في هذه الحالة هيئات مرجعية لتحديد ما إذا كان شخصنا المذكور يتحرك أم لا.
تعريف الحركة الميكانيكية
وفي الفيزياء تعريف الحركة الميكانيكية المدروسة في الصف السابع هو كما يلي:يسمى التغير في موضع الجسم بالنسبة للأجسام الأخرى مع مرور الوقت بالحركة الميكانيكية. من أمثلة الحركة الميكانيكية في الحياة اليومية حركة السيارات والأشخاص والسفن. المذنبات والقطط. فقاعات الهواء في غلاية مغلية والكتب المدرسية في حقيبة ظهر ثقيلة للتلميذ. وفي كل مرة يكون البيان حول حركة أو سكون أحد هذه الأشياء (الأجسام) بلا معنى دون الإشارة إلى المرجع. لذلك، في الحياة، في أغلب الأحيان، عندما نتحدث عن الحركة، نعني الحركة بالنسبة للأرض أو الأشياء الثابتة - المنازل والطرق وما إلى ذلك.
مسار الحركة الميكانيكية
ومن المستحيل أيضًا عدم ذكر خاصية الحركة الميكانيكية مثل المسار. المسار هو الخط الذي يتحرك على طوله الجسم. على سبيل المثال، آثار الأحذية في الثلج، وآثار أقدام الطائرات في السماء، وآثار الدموع على الخد، كلها مسارات. يمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية أو مكسورة. لكن طول المسار، أو مجموع الأطوال، هو المسار الذي يقطعه الجسم. يتم تحديد المسار بالحرف s. ويتم قياسه بالأمتار والسنتيمترات والكيلومترات، أو بالبوصات والساحات والأقدام، حسب وحدات القياس المقبولة في هذا البلد.
أنواع الحركة الميكانيكية: حركة موحدة وغير متساوية
ما هي أنواع الحركة الميكانيكية؟ على سبيل المثال، عند قيادة السيارة، يتحرك السائق بسرعات مختلفة عند القيادة في جميع أنحاء المدينة وبنفس السرعة تقريبًا عند القيادة على الطريق السريع خارج المدينة. أي أنها تتحرك إما بشكل غير متساو أو بالتساوي. وبالتالي فإن الحركة، اعتمادا على المسافة المقطوعة في فترات زمنية متساوية، تسمى موحدة أو غير متساوية.
أمثلة على الحركة الموحدة وغير المنتظمة
هناك أمثلة قليلة جدًا على الحركة المنتظمة في الطبيعة. تتحرك الأرض بشكل منتظم تقريبًا حول الشمس، وتتساقط قطرات المطر، وتطفو الفقاعات في الصودا. حتى الرصاصة التي تطلق من مسدس تتحرك بشكل مستقيم ومتساوي للوهلة الأولى فقط. وبسبب احتكاكها بالهواء وجاذبية الأرض، تتباطأ رحلتها تدريجياً وينخفض مسارها. في الفضاء، يمكن للرصاصة أن تتحرك بشكل مستقيم ومتساوي حتى تصطدم بجسم آخر. ولكن مع الحركة غير المتكافئة يكون الوضع أفضل بكثير - وهناك العديد من الأمثلة. إن طيران الكرة أثناء لعب كرة القدم، وحركة الأسد الذي يصطاد فريسة، وحركة العلكة في فم طالب بالصف السابع، وفراشة ترفرف فوق زهرة، كلها أمثلة على الحركة الميكانيكية غير المنتظمة للأجسام.
الموضوع: تفاعل الأجسام
درس:حركة موحدة وغير متساوية. سرعة
دعونا نفكر في مثالين لحركة جسمين. الجسم الأول عبارة عن سيارة تسير في شارع مستقيم مهجور. والثاني عبارة عن مزلجة تتدحرج بشكل متسارع أسفل تلة ثلجية. مسار كلا الجسمين هو خط مستقيم. تعلم من الدرس الأخير أن مثل هذه الحركة تسمى مستقيمة. ولكن هناك اختلاف في حركات السيارة والزلاجة. تقطع السيارة مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية. وتغطي الزلاجات مسافات أكبر فأكبر على فترات زمنية متساوية، أي أقسام مختلفة من المسار. النوع الأول من الحركة (حركة السيارة في مثالنا) يسمى الحركة المنتظمة. النوع الثاني من الحركة (حركة الزلاجة في مثالنا) يسمى الحركة غير المستوية.
الحركة المنتظمة هي الحركة التي يغطي فيها الجسم مسافات متساوية في فترات زمنية متساوية.
الحركة غير المتساوية هي الحركة التي يمر فيها الجسم عبر أجزاء مختلفة من المسار في فترات زمنية متساوية.
ولاحظ عبارة "أي فترات زمنية متساوية" في التعريف الأول. والحقيقة هي أنه في بعض الأحيان يمكنك تحديد هذه الفترات الزمنية بشكل خاص، حيث يتحرك الجسم مسافات متساوية، لكن الحركة لن تكون موحدة. على سبيل المثال، فإن نهاية عقرب الثواني في الساعة الرقمية تسير في نفس المسار كل ثانية. ولكن هذه لن تكون حركة موحدة، لأن السهم يتحرك بشكل متقطع، مع توقف.
أرز. 1. مثال على الحركة المنتظمة. في كل ثانية تقطع هذه السيارة مسافة 50 مترًا
أرز. 2. مثال على الحركة غير المنتظمة. ومع تسارع المزلجة، فإنها تقطع مسافات أطول وأطول كل ثانية.
في الأمثلة التي ذكرناها، تحركت الأجسام في خط مستقيم. لكن مفهومي الحركة المنتظمة وغير المنتظمة ينطبقان بالتساوي على حركة الأجسام على طول المسارات المنحنية.
نواجه مفهوم السرعة في كثير من الأحيان. من دورة الرياضيات الخاصة بك، أنت على دراية كبيرة بهذا المفهوم، ومن السهل عليك حساب سرعة أحد المشاة الذي سار مسافة 5 كيلومترات في 1.5 ساعة. للقيام بذلك، يكفي تقسيم المسار الذي يقطعه المشاة على الوقت الذي يقضيه في السير على هذا المسار. بالطبع، هذا يفترض أن المشاة يتحركون بشكل موحد.
تسمى سرعة الحركة المنتظمة بكمية فيزيائية، وتساوي عدديًا نسبة المسار الذي يقطعه الجسم إلى الوقت الذي يقضيه في السفر في هذا المسار.
السرعة يشار إليها بالحرف . وبالتالي فإن صيغة حساب السرعة هي:
في النظام الدولي للوحدات، يتم قياس المسار، مثل أي طول، بالأمتار، والوقت بالثواني. لذلك، وتقاس السرعة بالمتر في الثانية.
في الفيزياء، يتم استخدام الوحدات غير النظامية لقياس السرعة أيضًا في كثير من الأحيان. على سبيل المثال، تتحرك سيارة بسرعة 72 كيلومترًا في الساعة (كم/ساعة)، وسرعة الضوء في الفراغ 300000 كيلومتر في الثانية (كم/ثانية)، وسرعة المشاة 80 مترًا في الدقيقة (م). /دقيقة)، لكن سرعة الحلزون تبلغ 0.006 سنتيمترًا في الثانية فقط (سم/ث).
أرز. 3. يمكن قياس السرعة في مختلف الوحدات غير النظامية
عادة ما يتم تحويل وحدات القياس غير النظامية إلى نظام SI. دعونا ننظر في كيفية القيام بذلك. على سبيل المثال، لتحويل الكيلومتر في الساعة إلى متر في الثانية، عليك أن تتذكر أن 1 كم = 1000 م، 1 ساعة = 3600 ثانية. ثم
يمكن إجراء ترجمة مماثلة باستخدام أي وحدة قياس غير نظامية أخرى.
هل من الممكن معرفة أين ستكون السيارة إذا كانت تتحرك بسرعة 72 كم/ساعة لمدة ساعتين مثلاً؟ اتضح لا. في الواقع، من أجل تحديد موضع الجسم في الفضاء، من الضروري معرفة ليس فقط المسار الذي يسلكه الجسم، ولكن أيضًا اتجاه حركته. يمكن للسيارة في مثالنا أن تسير بسرعة 72 كم/ساعة في أي اتجاه.
يمكن العثور على طريقة للخروج من هذا الوضع إذا قمنا بتعيين السرعة ليس فقط قيمة عددية (72 كم / ساعة)، ولكن أيضًا الاتجاه (إلى الشمال، إلى الجنوب الغربي، على طول محور X معين، وما إلى ذلك).
تسمى الكميات التي ليس فقط القيمة العددية لها أهمية، بل الاتجاه أيضًا، الكميات المتجهة.
لذلك، السرعة – كمية المتجهات (المتجه).
لنلقي نظرة على مثال. يتحرك جسمان باتجاه بعضهما البعض، أحدهما بسرعة 10 m/s، والآخر بسرعة 30 m/s. لتصوير هذه الحركة في الشكل، نحتاج إلى تحديد اتجاه المحور الإحداثي الذي تتحرك عبره هذه الأجسام (المحور X). يمكن تصوير الجثث بشكل تقليدي، على سبيل المثال، في شكل مربعات. يتم تحديد اتجاهات سرعة الأجسام باستخدام الأسهم. تتيح لك الأسهم الإشارة إلى أن الأجسام تتحرك في اتجاهين متعاكسين. بالإضافة إلى ذلك، تم تغيير حجم الشكل: السهم الذي يصور سرعة الجسم الثاني أطول بثلاث مرات من السهم الذي يصور سرعة الجسم الأول، لأن القيمة العددية لسرعة الجسم الثاني أكبر بثلاث مرات.
أرز. 4. صورة لمتجهات السرعة لجسمين
يرجى ملاحظة أنه عندما نرسم رمز السرعة بجانب السهم الذي يشير إلى اتجاهه، يتم وضع سهم صغير فوق الحرف: . يشير هذا السهم إلى أننا نتحدث عن ناقل السرعة (أي تتم الإشارة إلى كل من القيمة العددية واتجاه السرعة). لا توجد أسهم موضحة بجوار الرقمين 10 م/ث و30 م/ث فوق رموز السرعة. يشير الرمز الذي لا يحتوي على سهم إلى القيمة العددية للمتجه.
لذلك، يمكن أن تكون الحركة الميكانيكية موحدة وغير متساوية. سمة الحركة هي السرعة. في حالة الحركة المنتظمة، لإيجاد القيمة العددية للسرعة، يكفي تقسيم المسار الذي يقطعه الجسم على الزمن الذي يستغرقه السفر في هذا المسار. في نظام SI، يتم قياس السرعة بالأمتار في الثانية، ولكن هناك العديد من وحدات السرعة غير النظامية. بالإضافة إلى قيمتها العددية، تتميز السرعة أيضًا بالاتجاه. أي أن السرعة هي كمية متجهة. للإشارة إلى متجه السرعة، يتم وضع سهم صغير فوق رمز السرعة. للإشارة إلى القيمة العددية للسرعة، لم يتم وضع مثل هذا السهم.
فهرس
1. بيريشكين أ.ف. الفيزياء. الصف السابع - الطبعة الرابعة عشرة، الصورة النمطية. - م: حبارى، 2010.
2. بيريشكين أ.ف. مجموعة من المشاكل في الفيزياء، الصفوف 7 – 9: الطبعة الخامسة، الصورة النمطية. – م: دار النشر “امتحان”، 2010.
3. لوكاشيك في.إي.، إيفانوفا إي.في. مجموعة مسائل في الفيزياء للصفوف 7 – 9 بمؤسسات التعليم العام. – الطبعة 17. – م: التربية، 2004.
1. المجموعة الموحدة للمصادر التعليمية الرقمية ().
2. المجموعة الموحدة للمصادر التعليمية الرقمية ().
العمل في المنزل
لوكاشيك في.إي.، إيفانوفا إي.في. مجموعة من مسائل الفيزياء للصفوف 7 – 9
95. أعط أمثلة على الحركة المنتظمة.
ونادرا ما يحدث ذلك، على سبيل المثال، حركة الأرض حول الشمس.
96. أعط أمثلة على الحركة غير المنتظمة.
حركة السيارة والطائرة.
97. صبي ينزلق على مزلجة أسفل الجبل. هل يمكن اعتبار هذه الحركة موحدة؟
لا.
98. عند الجلوس في عربة قطار ركاب متحرك ومراقبة حركة قطار الشحن القادم، يبدو لنا أن قطار الشحن يسير بشكل أسرع بكثير مما كان عليه قطار الركاب الخاص بنا قبل أن يلتقي. لماذا يحدث هذا؟
يتحرك قطار الركاب النسبي وقطار الشحن بالسرعة الإجمالية لقطارات الركاب والشحن.
99. سائق السيارة المتحركة يتحرك أو في حالة سكون بالنسبة إلى:
أ) الطرق؛
ب) مقاعد السيارة.
ج) محطات الوقود.
د) الشمس.
ه) الأشجار على طول الطريق؟
في الحركة: أ، ج، د، د
في حالة الراحة: ب
100. نجلس في عربة قطار متحرك، ونشاهد من خلال النافذة سيارة تتقدم للأمام، ثم تبدو بلا حراك، وأخيراً تتحرك للخلف. كيف نفسر ما نراه؟
في البداية، سرعة السيارة أعلى من سرعة القطار. ومن ثم تصبح سرعة السيارة مساوية لسرعة القطار. وبعد ذلك تقل سرعة السيارة مقارنة بسرعة القطار.
101. تقوم الطائرة بـ "حلقة ميتة". ما هو المسار الذي يراه المراقبون على الأرض؟
مسار دائري.
102. أعط أمثلة على حركة الأجسام على طول مسارات منحنية بالنسبة للأرض.
حركة الكواكب حول الشمس؛ حركة القوارب على النهر. رحلة الطيور.
103. أعط أمثلة على حركة الأجسام التي لها مسار مستقيم بالنسبة إلى الأرض.
قطار متحرك؛ رجل يمشي بشكل مستقيم .
104. ما هي أنواع الحركة التي نلاحظها عند الكتابة بقلم حبر جاف؟ الطباشير؟
موحدة وغير متساوية.
105. أي أجزاء الدراجة، عندما تتحرك في خط مستقيم، تصف مسارات مستقيمة بالنسبة للأرض، وأي الأجزاء - الأجزاء المنحنية؟
الخط المستقيم: المقود، السرج، الإطار.
منحني الأضلاع: الدواسات والعجلات.
106. لماذا يقولون أن الشمس تشرق وتغرب؟ ما هي الهيئة المرجعية في هذه الحالة؟
يعتبر الجسم المرجعي هو الأرض.
107. تتحرك سيارتان على طول الطريق السريع بحيث لا تتغير المسافة بينهما. وضح بالنسبة للأجسام التي يكون كل منها في حالة سكون، وبالنسبة للأجسام التي يتحرك فيها خلال هذه الفترة الزمنية.
السيارات في حالة سكون بالنسبة لبعضها البعض. تتحرك السيارات بالنسبة للأشياء المحيطة بها.
108. المزلجة تتدحرج على الجبل. تتدحرج الكرة إلى أسفل شلال مائل؛ الحجر المنطلق من اليدين يسقط. أي من هذه الهيئات تتقدم؟
مزلجة تتحرك للأمام من الجبل وحجر ينطلق من اليدين.
109. كتاب موضوع على طاولة في وضع عمودي (الشكل 11، الموضع I) يسقط من الدفع ويأخذ الموضع II. وصفت النقطتان A وB على غلاف الكتاب المسارين AA1 وBB1. هل يمكن أن نقول أن الكتاب تقدم للأمام؟ لماذا؟
هل تعتقد أنك تتحرك أم لا عندما تقرأ هذا النص؟ سوف يجيب كل واحد منكم تقريبًا على الفور: لا، أنا لا أتحرك. وسوف يكون مخطئا. وقد يقول قائل: متحرك. وسيكونون مخطئين أيضًا. لأنه في الفيزياء، بعض الأشياء ليست تمامًا كما تبدو للوهلة الأولى.
على سبيل المثال، يعتمد مفهوم الحركة الميكانيكية في الفيزياء دائمًا على نقطة مرجعية (أو جسم). وهكذا فإن الشخص الذي يسافر على متن طائرة يتحرك بالنسبة إلى أقاربه الباقين في المنزل، ولكنه يكون في حالة راحة بالنسبة إلى صديقه الجالس بجانبه. لذا فإن الأقارب الذين يشعرون بالملل أو الصديق الذي ينام على الكتف هم في هذه الحالة هيئات مرجعية لتحديد ما إذا كان شخصنا المذكور يتحرك أم لا.
تعريف الحركة الميكانيكية
وفي الفيزياء تعريف الحركة الميكانيكية المدروسة في الصف السابع هو كما يلي:يسمى التغير في موضع الجسم بالنسبة للأجسام الأخرى مع مرور الوقت بالحركة الميكانيكية. من أمثلة الحركة الميكانيكية في الحياة اليومية حركة السيارات والأشخاص والسفن. المذنبات والقطط. فقاعات الهواء في غلاية مغلية والكتب المدرسية في حقيبة ظهر ثقيلة للتلميذ. وفي كل مرة يكون البيان حول حركة أو سكون أحد هذه الأشياء (الأجسام) بلا معنى دون الإشارة إلى المرجع. لذلك، في الحياة، في أغلب الأحيان، عندما نتحدث عن الحركة، نعني الحركة بالنسبة للأرض أو الأشياء الثابتة - المنازل والطرق وما إلى ذلك.
مسار الحركة الميكانيكية
ومن المستحيل أيضًا عدم ذكر خاصية الحركة الميكانيكية مثل المسار. المسار هو الخط الذي يتحرك على طوله الجسم. على سبيل المثال، آثار الأحذية في الثلج، وآثار أقدام الطائرات في السماء، وآثار الدموع على الخد، كلها مسارات. يمكن أن تكون مستقيمة أو منحنية أو مكسورة. لكن طول المسار، أو مجموع الأطوال، هو المسار الذي يقطعه الجسم. يتم تحديد المسار بالحرف s. ويتم قياسه بالأمتار والسنتيمترات والكيلومترات، أو بالبوصات والساحات والأقدام، حسب وحدات القياس المقبولة في هذا البلد.
أنواع الحركة الميكانيكية: حركة موحدة وغير متساوية
ما هي أنواع الحركة الميكانيكية؟ على سبيل المثال، عند قيادة السيارة، يتحرك السائق بسرعات مختلفة عند القيادة في جميع أنحاء المدينة وبنفس السرعة تقريبًا عند القيادة على الطريق السريع خارج المدينة. أي أنها تتحرك إما بشكل غير متساو أو بالتساوي. وبالتالي فإن الحركة، اعتمادا على المسافة المقطوعة في فترات زمنية متساوية، تسمى موحدة أو غير متساوية.
أمثلة على الحركة الموحدة وغير المنتظمة
هناك أمثلة قليلة جدًا على الحركة المنتظمة في الطبيعة. تتحرك الأرض بشكل منتظم تقريبًا حول الشمس، وتتساقط قطرات المطر، وتطفو الفقاعات في الصودا. حتى الرصاصة التي تطلق من مسدس تتحرك بشكل مستقيم ومتساوي للوهلة الأولى فقط. وبسبب احتكاكها بالهواء وجاذبية الأرض، تتباطأ رحلتها تدريجياً وينخفض مسارها. في الفضاء، يمكن للرصاصة أن تتحرك بشكل مستقيم ومتساوي حتى تصطدم بجسم آخر. ولكن مع الحركة غير المتكافئة يكون الوضع أفضل بكثير - وهناك العديد من الأمثلة. إن طيران الكرة أثناء لعب كرة القدم، وحركة الأسد الذي يصطاد فريسة، وحركة العلكة في فم طالب بالصف السابع، وفراشة ترفرف فوق زهرة، كلها أمثلة على الحركة الميكانيكية غير المنتظمة للأجسام.
الحركة المنتظمة هي الحركة على طول خط مستقيم بسرعة ثابتة (سواء في المقدار أو في الاتجاه). في الحركة المنتظمة، تكون المسارات التي يقطعها الجسم في فترات زمنية متساوية متساوية أيضًا.
للحصول على وصف حركي للحركة، نضع محور OX على طول اتجاه الحركة. لتحديد إزاحة الجسم أثناء الحركة المستقيمة المنتظمة، يكفي إحداثي X واحد. ويمكن اعتبار إسقاطات الإزاحة والسرعة على محور الإحداثيات بمثابة كميات جبرية.
ليكن في لحظة زمنية t 1 الجسم عند نقطة بإحداثيات x 1 ، وفي لحظة زمنية t 2 - عند نقطة بإحداثيات x 2 . ثم يُكتب إسقاط حركة النقطة على المحور OX بالصيغة:
∆ ق = س 2 - س 1.
اعتمادا على اتجاه المحور واتجاه حركة الجسم، يمكن أن تكون هذه القيمة إما إيجابية أو سلبية. مع الحركة المستقيمة والموحدة، تتزامن وحدة حركة الجسم مع المسافة المقطوعة. يتم تحديد سرعة الحركة المستقيمة المنتظمة بواسطة الصيغة:
ت = ∆ ث ∆ ر = س 2 - س 1 ر 2 - ر 1
إذا كانت v > 0، يتحرك الجسم على طول محور OX في الاتجاه الموجب. خلاف ذلك - في السلبية.
قانون حركة الجسم أثناء الحركة المستقيمة المنتظمة يوصف بمعادلة جبرية خطية.
معادلة حركة الجسم للحركة المستقيمة المنتظمة
س (ر) = س 0 + الخامس ر
v = ج س ن ث ; × 0 - إحداثيات الجسم (النقطة) في الوقت t = 0.
يظهر مثال على رسم بياني للحركة المنتظمة في الشكل أدناه.
فيما يلي رسمان بيانيان يصفان حركة الجسمين 1 و 2. كما نرى، كان الجسم 1 في الوقت t = 0 عند النقطة x = - 3.
انتقل الجسم من النقطة × 1 إلى النقطة × 2 في ثانيتين. وكانت حركة الجسم ثلاثة أمتار.
∆ t = t 2 - t 1 = 6 - 4 = 2 ثانية
∆ ق = 6 - 3 = 3 م.
بمعرفة ذلك، يمكنك معرفة سرعة الجسم.
v = ∆ s ∆ t = 1.5 م ث 2
هناك طريقة أخرى لتحديد السرعة: من الرسم البياني يمكن العثور عليها كنسبة بين الجانبين BC وAC للمثلث ABC.
v = ∆ s ∆ t = B C A C .
علاوة على ذلك، كلما زادت الزاوية التي يشكلها الرسم البياني مع محور الزمن، زادت السرعة. ويقال أيضًا أن السرعة تساوي ظل الزاوية α.
يتم إجراء الحسابات بالمثل بالنسبة للحالة الثانية للحركة. دعونا الآن نفكر في رسم بياني جديد يصور الحركة باستخدام المقاطع الخطية. هذا هو ما يسمى الرسم البياني الخطي متعدد التعريف.
الحركة الموضحة عليها غير متساوية. تتغير سرعة الجسم على الفور عند نقاط انقطاع الرسم البياني، وكل جزء من المسار إلى نقطة انقطاع جديدة يتحرك الجسم بشكل موحد بسرعة جديدة.
من الرسم البياني نرى أن السرعة تغيرت في الأوقات t = 4 s، t = 7 s، t = 9 s. من السهل أيضًا العثور على قيم السرعة من الرسم البياني.
لاحظ أن المسار والإزاحة ليسا نفس الشيء بالنسبة للحركة الموصوفة بواسطة رسم بياني خطي متعدد التعريف. على سبيل المثال، في الفترة الزمنية من صفر إلى سبع ثوان، قطع الجسم مسافة 8 أمتار. إزاحة الجسم في هذه الحالة تساوي صفرًا.
إذا لاحظت وجود خطأ في النص، فيرجى تحديده والضغط على Ctrl+Enter