Hej! Gotowi na Sprawdzian Nowa Era Fizyka z Kinematyki? To dział fizyki, który opisuje ruch. Żadnych sił! Tylko jak coś się porusza.
Co to jest ruch?
Ruch to zmiana położenia. Wyobraź sobie samochód. Stoi, a potem jedzie. To jest ruch!
Mamy kilka ważnych pojęć. Droga, prędkość, przyspieszenie. Jak to wszystko działa?
Droga (s)
Droga to długość, którą pokonuje ciało. Myśl o niej jak o odległości z punktu A do punktu B.
Jednostką drogi jest metr (m). Ale używamy też kilometrów (km). Na przykład: dystans między dwoma miastami to 200 km.
Wyobraź sobie ślimaka. Pełznie po liściu. Droga to długość, którą przepełznie.
Prędkość (v)
Prędkość to jak szybko coś się porusza. Mówi nam, ile drogi ciało pokonuje w danym czasie.
Jednostką prędkości jest metr na sekundę (m/s). Czasami widzimy kilometry na godzinę (km/h). Na przykład: samochód jedzie z prędkością 100 km/h.
Pomyśl o gepardzie. Biega bardzo szybko. Ma dużą prędkość.
Prędkość może być stała. To znaczy, że nie zmienia się. Samochód na autostradzie, jadący bez zmiany prędkości.
Prędkość może też się zmieniać. To wtedy mamy przyspieszenie. Zaraz o tym.
Przyspieszenie (a)
Przyspieszenie to zmiana prędkości w czasie. Czy prędkość rośnie, czy maleje?
Jednostką przyspieszenia jest metr na sekundę kwadratową (m/s²). Wygląda dziwnie, ale to nic strasznego!
Wyobraź sobie startujący samolot. Jego prędkość rośnie bardzo szybko. Ma duże przyspieszenie.
Jeśli prędkość maleje, to mamy opóźnienie. To jak hamowanie samochodem.
Rodzaje ruchu
Ruch może być różny. Zajmiemy się dwoma podstawowymi.
Ruch jednostajny prostoliniowy
To najprostszy rodzaj ruchu. Ciało porusza się po linii prostej ze stałą prędkością. Zero przyspieszenia!
Wyobraź sobie mrówkę idącą po idealnie prostej linii ze stałą prędkością. Nuda, ale fizycznie idealne!
Wzór na drogę w ruchu jednostajnym prostoliniowym: s = v * t. Droga równa się prędkość razy czas.
Jeżeli mrówka idzie z prędkością 2 cm/s przez 5 sekund, to przebędzie drogę 10 cm.
Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy
Tutaj ciało porusza się po linii prostej, ale jego prędkość się zmienia. Przyspieszenie jest stałe.
Pomyśl o jabłku spadającym z drzewa. Jego prędkość rośnie w dół.
Wzór na prędkość w ruchu jednostajnie przyspieszonym: v = v₀ + a * t. v₀ to prędkość początkowa.
Wzór na drogę w ruchu jednostajnie przyspieszonym: s = v₀ * t + (a * t²) / 2.
Załóżmy, że jabłko zaczyna spadać z prędkością początkową 0 m/s (spoczywało). Przyspieszenie ziemskie to około 9.81 m/s². Po 1 sekundzie jego prędkość wynosi 9.81 m/s. Po 2 sekundach - 19.62 m/s!
Wykresy ruchu
Wykresy bardzo pomagają zrozumieć ruch. Najważniejsze to:
- s(t) - Wykres drogi od czasu.
- v(t) - Wykres prędkości od czasu.
- a(t) - Wykres przyspieszenia od czasu.
Na wykresie s(t) w ruchu jednostajnym prostoliniowym mamy linię prostą. Im większa prędkość, tym bardziej stroma linia.
Na wykresie v(t) w ruchu jednostajnym prostoliniowym mamy linię poziomą. Prędkość jest stała.
Na wykresie v(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym mamy linię prostą, która rośnie (jeśli przyspieszenie jest dodatnie) lub maleje (jeśli przyspieszenie jest ujemne).
Przykładowe zadanie
Samochód rusza z miejsca z przyspieszeniem 2 m/s². Jaką drogę przebędzie po 5 sekundach?
Używamy wzoru: s = v₀ * t + (a * t²) / 2.
Prędkość początkowa v₀ to 0 m/s (rusza z miejsca).
Przyspieszenie a to 2 m/s².
Czas t to 5 s.
s = 0 * 5 + (2 * 5²) / 2 = (2 * 25) / 2 = 25 metrów.
Samochód przebędzie 25 metrów.
Podsumowanie
Kinematyka to opis ruchu. Droga, prędkość i przyspieszenie to podstawowe pojęcia.
Ruch jednostajny prostoliniowy to stała prędkość. Ruch jednostajnie przyspieszony to stałe przyspieszenie.
Wykresy pomagają wizualizować ruch.
Powodzenia na sprawdzianie! Pamiętaj o wzorach i wizualizacjach!
