Cześć! Porozmawiamy dzisiaj o wzorze na prędkość w ruchu jednostajnie prostoliniowym. To brzmi skomplikowanie, ale obiecuję, że to proste!
Czym jest ruch?
Na początek, co to w ogóle jest ruch? To po prostu zmiana położenia ciała w czasie. Coś się przemieszcza z jednego miejsca w drugie.
Na przykład, samochód jadący drogą jest w ruchu. Jabłko spadające z drzewa jest w ruchu. Nawet Ty jesteś w ruchu, kiedy spacerujesz.
Ruch jednostajny prostoliniowy
Teraz, zawęźmy temat. Skupimy się na ruchu jednostajnym prostoliniowym.
Jednostajny oznacza, że prędkość jest stała. Nie przyspiesza, nie zwalnia. Cały czas porusza się z tą samą szybkością.
Prostoliniowy oznacza, że ruch odbywa się po linii prostej. Żadnych zakrętów, żadnych skrętów. Tylko prosta linia.
Więc, ruch jednostajny prostoliniowy to ruch po linii prostej ze stałą prędkością.
Wyobraź sobie samochód jadący po autostradzie, który utrzymuje stałą prędkość 120 km/h i nie zmienia kierunku.
Prędkość – definicja
Kluczowym pojęciem jest tutaj prędkość. Co to jest?
Prędkość mówi nam, jak szybko coś się porusza i w jakim kierunku. To zmiana położenia w czasie.
Ma dwie składowe: wartość (szybkość) i kierunek. Dlatego prędkość jest wielkością wektorową. Nie będziemy się teraz wgłębiać w wektory, ale warto o tym pamiętać.
Jeśli samochód jedzie z prędkością 60 km/h na północ, to znamy zarówno jego szybkość (60 km/h), jak i kierunek (północ).
Wzór na prędkość
Teraz do sedna sprawy – wzór na prędkość w ruchu jednostajnym prostoliniowym.
Wzór jest bardzo prosty:
v = s / t
Gdzie:
- v oznacza prędkość (ang. velocity)
- s oznacza drogę (przemieszczenie) (ang. space, displacement)
- t oznacza czas (ang. time)
Innymi słowy, prędkość to droga podzielona przez czas.
Ten wzór mówi nam, że jeśli znamy drogę, jaką pokonało ciało, i czas, w jakim to zrobiło, możemy obliczyć jego prędkość.
Wyjaśnienie wzoru krok po kroku
Droga (s)
Droga to odległość, jaką ciało pokonało w ruchu.
Mierzymy ją zazwyczaj w metrach (m) lub kilometrach (km).
Na przykład, jeśli samochód przejechał 100 metrów, to droga wynosi s = 100 m.
Czas (t)
Czas to okres, w którym ruch się odbywał.
Mierzymy go zazwyczaj w sekundach (s) lub godzinach (h).
Na przykład, jeśli samochód jechał przez 10 sekund, to czas wynosi t = 10 s.
Prędkość (v)
Prędkość, jak już wiemy, to droga podzielona przez czas.
Jej jednostka zależy od jednostek drogi i czasu. Jeśli drogę mierzymy w metrach (m) a czas w sekundach (s), to prędkość mierzymy w metrach na sekundę (m/s).
Jeśli drogę mierzymy w kilometrach (km) a czas w godzinach (h), to prędkość mierzymy w kilometrach na godzinę (km/h).
To bardzo ważne, aby zwracać uwagę na jednostki!
Przykłady z życia wzięte
Sprawdźmy, jak to działa w praktyce na kilku przykładach.
Przykład 1:
Rowerzysta przejechał 200 metrów w 20 sekund. Jaka była jego prędkość?
s = 200 m
t = 20 s
v = s / t = 200 m / 20 s = 10 m/s
Rowerzysta jechał z prędkością 10 metrów na sekundę.
Przykład 2:
Samochód przejechał 300 kilometrów w 3 godziny. Jaka była jego prędkość?
s = 300 km
t = 3 h
v = s / t = 300 km / 3 h = 100 km/h
Samochód jechał z prędkością 100 kilometrów na godzinę.
Przykład 3:
Ślimak przeszedł 5 cm w 10 minut. Jaka była jego prędkość? (Uwaga na jednostki!)
s = 5 cm = 0.05 m
t = 10 min = 600 s
v = s / t = 0.05 m / 600 s = 0.000083 m/s (w przybliżeniu)
Ślimak poruszał się z bardzo małą prędkością – około 0.000083 metra na sekundę.
Przekształcanie wzoru
Wzór v = s / t można przekształcić, aby obliczyć drogę lub czas, jeśli znamy prędkość.
Aby obliczyć drogę (s), przekształcamy wzór do postaci:
s = v * t
Aby obliczyć czas (t), przekształcamy wzór do postaci:
t = s / v
Przykład 4:
Pociąg jedzie z prędkością 150 km/h. Jaką drogę pokona w 2 godziny?
v = 150 km/h
t = 2 h
s = v * t = 150 km/h * 2 h = 300 km
Pociąg pokona 300 kilometrów.
Przykład 5:
Pływak płynie z prędkością 2 m/s. Ile czasu zajmie mu przepłynięcie 50 metrów?
v = 2 m/s
s = 50 m
t = s / v = 50 m / 2 m/s = 25 s
Pływakowi zajmie to 25 sekund.
Podsumowanie
Wzór na prędkość w ruchu jednostajnym prostoliniowym (v = s / t) jest prosty i bardzo przydatny. Pamiętaj, że:
- v to prędkość
- s to droga
- t to czas
Zwracaj uwagę na jednostki i pamiętaj o przekształcaniu wzoru, jeśli potrzebujesz obliczyć drogę lub czas.
Mam nadzieję, że teraz rozumiesz ten wzór lepiej! Powodzenia w nauce!
