Tämä aihe ei ole hyödyllinen vain lukiolaisille, vaan jopa aikuisille. Lisäksi artikkeli kiinnostaa vanhempia, jotka haluavat selittää yksinkertaisia asioita luonnontieteistä lapsilleen. Yksi erittäin tärkeistä aiheista on fysiikan nopeus.
Melko usein opiskelijat eivät osaa ratkaista ongelmia, erottaa käytettävissä olevat nopeustyypit, ja tieteellisten määritelmien ymmärtäminen on vielä vaikeampaa. Täällä tarkastelemme kaikkea helpommin saatavilla olevalla kielellä, jotta kaikki ei ole vain selvää, vaan jopa mielenkiintoista. Mutta joitain asioita on silti muistettava, koska tekniset tieteet (fysiikka ja matematiikka) vaativat kaavojen, mittayksiköiden ja tietysti symbolien merkityksen muistamista jokaisessa kaavassa.
Missä se kohtaa?
Aluksi muistetaan, että tämä aihe viittaa sellaiseen fysiikan osaan kuin mekaniikka, alajakso "Kinematiikka". Lisäksi nopeuden tutkimus ei lopu tähän, se tulee seuraaviin osioihin:
- optiikka,
- vaihtelut ja aallot,
- termodynamiikka,
- kvanttifysiikka ja niin edelleen.
Lisäksi nopeuden käsite löytyy kemiasta, biologiasta, maantiedosta ja tietojenkäsittelytieteestä. Fysiikassa aihetta "nopeus" kohdataan ja tutkitaan useimmitensyvällinen.
Lisäksi tätä sanaa käytetään jokapäiväisessä elämässämme, erityisesti autoilijoiden, ajoneuvojen kuljettajien keskuudessa. Jopa kokeneet kokit käyttävät joskus ilmaisua, kuten "vatkaa munanvalkuaiset vatkaimella keskinopeudella".
Mitä on nopeus?
Fysiikassa nopeus on kinemaattinen suure. Se tarkoittaa matkaa, jonka keho kulkee tietyssä ajassa. Oletetaan, että nuori mies muuttaa kotoa kauppaan, kattaa kaksisataa metriä minuutissa. Päinvastoin, hänen vanha isoäitinsä kulkee saman reitin kuudessa minuutissa pienin askelin. Eli kaveri liikkuu paljon nopeammin kuin iäkäs sukulaisensa, koska hän kehittää nopeutta paljon enemmän ja ottaa erittäin nopeita pitkiä askelia.
Sama on sanottava autosta: yksi auto kulkee nopeammin ja toinen hitaammin, koska nopeudet ovat erilaisia. Myöhemmin tarkastelemme lukuisia tähän käsitteeseen liittyviä esimerkkejä.
Formula
Koulun oppitunnilla fysiikan nopeuskaavaa otetaan välttämättä huomioon, jotta tehtävien ratkaiseminen olisi kätevää.
- V on vastaavasti liikkeen nopeus;
- S on etäisyys, jonka kappale kulkee liikkuessaan avaruuden pisteestä toiseen;
- t – matka-aika.
Kaava kannattaa muistaa, sillä se on hyödyllinen jatkossa monien ongelmien ratkaisemisessa, ei vain. Saatat esimerkiksi ihmetellä, mitennopeus kotoa töihin tai opiskelupaikalle. Mutta voit selvittää etäisyyden etukäteen älypuhelimesi tai tietokoneesi kartalla tai paperiversiolla, kun tiedät mittakaavan ja kun sinulla on viivain. Seuraavaksi kirjoitat muistiin ajan ennen liikkumisen aloittamista. Kun saavut määränpäähäsi, katso kuinka monta minuuttia tai tuntia kesti kulua ilman pysähtymistä.
Missä se mitataan?
Nopeus mitataan useimmiten SI-yksiköissä. Alla ei ole vain yksiköitä, vaan myös esimerkkejä niiden käytöstä:
- km/h (kilometri tunnissa) - kuljetus;
- m/s (metri sekunnissa) - tuuli;
- km/s (kilometri sekunnissa) – avaruusobjektit, raketit;
- mm/h (millimetriä tunnissa) - nesteet.
Otetaan ensin selvää mistä murtopalkki on peräisin ja miksi mittayksikkö on juuri sellainen. Kiinnitä huomiota nopeuden fysiikan kaavaan. Mitä sinä näet? Osoittaja on S (etäisyys, polku). Miten etäisyys mitataan? Kilometreinä, metreinä, millimetreinä. Nimittäjässä vastaavasti t (aika) - tuntia, minuuttia, sekuntia. Näin ollen suuren mittayksiköt ovat täsmälleen samat kuin tämän osan alussa.
Kiinnitetään kanssasi fysiikan nopeuskaavan tutkimus seuraavasti: minkä etäisyyden keho ylittää tietyssä ajassa? Esimerkiksi ihminen kävelee 5 kilometriä tunnissa. Yhteensä: ihmisen nopeus on 5 km/h.
Mistä se riippuu?
Melko usein opettajat esittävät opiskelijoille kysymyksen: "Mikä määrittää nopeuden?". Oppilaat eksyvät usein eivätkä tiedä mitä sanoa. Itse asiassa kaikki on hyvinyksinkertaisesti. Katsokaa vain kaavaa, jotta vihje tulee näkyviin. Fysiikassa kehon nopeus riippuu liikkeen ajasta ja etäisyydestä. Jos ainakin yksi näistä parametreista on tuntematon, ongelmaa ei voida ratkaista. Lisäksi esimerkistä löytyy muun tyyppisiä nopeuksia, joita käsitellään tämän artikkelin seuraavissa osissa.
Kinematiikan monissa tehtävissä joudut rakentamaan riippuvuuskaavioita, joissa X-akseli on aika ja Y-akseli on etäisyys, polku. Tällaisista kuvista voi helposti arvioida liikkeen nopeuden luonnetta. On syytä huomata, että monissa kuljetuksiin liittyvissä ammateissa sähkökoneet käyttävät usein grafiikkaa. Esimerkiksi rautateillä.
Mittaa nopeutta oikealla hetkellä
Yläasteen oppilaita pelottaa toinenkin aihe – hetkellinen nopeus. Fysiikassa tämä käsite esiintyy nopeuden suuruuden määritelmänä hetkellisen ajanjakson aikana.
Katsotaanpa yksinkertainen esimerkki: kuljettaja ajaa junaa, hänen avustajansa tarkkailee nopeutta silloin tällöin. Etäisyydessä on nopeusrajoitusmerkki. Sinun pitäisi tarkistaa, kuinka nopeasti juna liikkuu juuri nyt. Kuljettajan avustaja ilmoittaa kello 16.00 nopeudeksi 117 km/h. Tämä on hetkellinen nopeus, joka on tallennettu tarkalleen kello 16.00. Kolme minuuttia myöhemmin nopeus oli 98 km/h. Tämä on myös hetkellinen nopeus suhteessa 16 tuntiin 03 minuuttiin.
Liikkeen alku
Ilman alkunopeutta fysiikka ei edusta läheskään kuljetuksen liikettäteknologiaa. Mikä tämä parametri on? Tämä on nopeus, jolla esine alkaa liikkua. Oletetaan, että auto ei voi lähteä heti liikkeelle 50 km/h nopeudella. Hänen täytyy nopeuttaa. Kun kuljettaja painaa poljinta, auto alkaa liikkua tasaisesti, esimerkiksi aluksi 5 km/h, sitten vähitellen 10 km/h, 20 km/h ja niin edelleen (5 km/h on alkunopeus).
Tietenkin voit tehdä jyrkän alun, kuten juoksija-urheilijat, kun lyö tennispalloa mailalla, mutta silti on aina alkunopeus. Standardimme mukaan vain galaksimme tähdillä, planeetoilla ja satelliiteilla ei ole sitä, koska emme tiedä, milloin liike alkoi ja miten. Loppujen lopuksi avaruusobjektit eivät voi pysähtyä kuolemaan asti, ne ovat aina liikkeessä.
Tasainen nopeus
Fysiikan nopeus on yhdistelmä yksittäisiä ilmiöitä ja ominaisuuksia. On myös tasaista ja epätasaista liikettä, kaarevaa ja suoraviivaista. Otetaan esimerkki: ihminen kävelee suoraa tietä pitkin samalla nopeudella ylittäen 100 metrin matkan pisteestä A pisteeseen B.
Yhtäältä sitä voidaan kutsua suoraviivaiseksi ja tasaiseksi nopeudeksi. Mutta jos kiinnität henkilöön erittäin tarkat nopeus- ja reittianturit, voit nähdä, että ero on silti olemassa. Epätasainen nopeus on, kun nopeus muuttuu säännöllisesti tai jatkuvasti.
Arjessa ja tekniikassa
Fysiikan liikenopeus on kaikkialla. Jopa mikro-organismit liikkuvatja erittäin hitaasti. On syytä huomata, että siellä on pyöriminen, jolle on ominaista myös nopeus, mutta jolla on mittayksikkö - rpm (kierrosta minuutissa). Esimerkiksi rummun pyörimisnopeus pesukoneessa. Tätä mittayksikköä käytetään kaikkialla, missä on mekanismeja ja koneita (moottorit, moottorit).
Maantiedeessä ja kemiassa
Vedelläkin on liikenopeus. Fysiikka on vain sivutiede luonnossa tapahtuvien prosessien alalla. Esimerkiksi tuulen nopeus, aallot meressä - kaikki tämä mitataan tavallisilla fysikaalisilla parametreilla, määrillä.
Varmasti monet teistä tuntevat ilmauksen "kemiallisen reaktion nopeus". Vain kemiassa sillä on erilainen merkitys, koska se tarkoittaa, kuinka kauan tämä tai tuo prosessi tapahtuu. Esimerkiksi kaliumpermanganaatti liukenee nopeammin veteen, jos ravistat astiaa.
Näkymätön nopeus
On näkymättömiä ilmiöitä. Emme esimerkiksi näe miten valon hiukkaset, erilaiset säteilyt liikkuvat, miten ääni etenee. Mutta jos niiden hiukkaset eivät liikkuisi, mitään näistä ilmiöistä ei olisi luonnossa.
Informatiikka
Melkein jokainen moderni ihminen kohtaa "nopeuden" käsitteen työskennellessään tietokoneella:
- Internetin nopeus;
- sivun latausnopeus;
- CPU:n latausnopeus ja niin edelleen.
Fysiikassa on v altava määrä esimerkkejä liikkeen nopeuksista.
Luettuasi artikkelin huolellisesti, tutustuit käsitteeseennopeus, selvitä mikä se on. Anna tämän materiaalin auttaa sinua opiskelemaan "Mekaniikka" -osiota perusteellisesti, osoittamaan kiinnostusta siihen ja voittamaan pelon vastatessasi oppitunneilla. Loppujen lopuksi nopeus fysiikassa on yleinen käsite, joka on helppo muistaa.
