این موضوع نه تنها برای دانش آموزان دبیرستانی، بلکه حتی برای بزرگسالان مفید خواهد بود. علاوه بر این، این مقاله برای والدینی که می خواهند چیزهای ساده ای از علوم طبیعی را برای فرزندان خود توضیح دهند، جالب خواهد بود. از جمله مباحث بسیار مهم سرعت در فیزیک است.
اغلب، دانش‌آموزان نمی‌توانند بفهمند که چگونه مسائل را حل کنند، بین انواع سرعت‌های موجود تمایز قائل شوند، و حتی درک تعاریف علمی دشوارتر است. در اینجا همه چیز را به زبانی در دسترس تر در نظر خواهیم گرفت، به طوری که همه چیز نه تنها واضح، بلکه حتی جالب است. اما باز هم باید مواردی را به خاطر بسپارید، زیرا علوم فنی (فیزیک و ریاضیات) نیاز به حفظ فرمول ها، واحدهای اندازه گیری و البته معانی نمادها در هر فرمول دارند.
کجا به هم می رسه؟
برای شروع، بیاد داشته باشیم که این مبحث به بخشی از فیزیک مانند مکانیک، زیربخش "سینماتیک" اشاره دارد. علاوه بر این، مطالعه سرعت به اینجا ختم نمی شود، در بخش های زیر خواهد بود:
- اپتیک،
- نوسانات و امواج،
- ترمودینامیک،
- فیزیک کوانتومی و غیره.
همچنین مفهوم سرعت در شیمی، زیست شناسی، جغرافیا، علوم کامپیوتر یافت می شود. در فیزیک، موضوع "سرعت" بیشتر مورد توجه و مطالعه قرار می گیردعمیق.
علاوه بر این، این کلمه در زندگی روزمره همه ما به خصوص در بین رانندگان، رانندگان وسایل نقلیه استفاده می شود. حتی آشپزهای با تجربه گاهی اوقات از عبارتی مانند "سفیده تخم مرغ را با همزن با سرعت متوسط بزنید."
استفاده می کنند.
سرعت چیست؟
سرعت در فیزیک یک کمیت سینماتیکی است. یعنی مسافت طی شده توسط یک جسم در یک بازه زمانی معین. فرض کنید مرد جوانی از خانه به مغازه نقل مکان می کند و دویست متر را در یک دقیقه طی می کند. برعکس، مادربزرگ پیرش همین مسیر را در شش دقیقه با قدم های کوچک طی می کند. یعنی پسر خیلی سریعتر از بستگان مسن خود حرکت می کند، زیرا سرعت او بسیار بیشتر است و گام های بلند بسیار سریع برمی دارد.
در مورد ماشین هم باید گفت: یک ماشین تندتر می رود و دیگری کندتر، زیرا سرعت ها متفاوت است. بعداً به نمونه های متعدد مرتبط با این مفهوم نگاه خواهیم کرد.
فرمول
در درس مدرسه، فرمول سرعت در فیزیک لزوماً در نظر گرفته می شود تا حل مسائل راحت باشد.
- V به ترتیب، سرعت حرکت است؛
- S فاصله ای است که یک جسم هنگام حرکت از یک نقطه در فضا به نقطه دیگر طی می کند؛
- t - زمان سفر.
باید فرمول را به خاطر بسپارید، زیرا در آینده هنگام حل بسیاری از مشکلات و نه تنها به کارتان خواهد آمد. برای مثال، ممکن است تعجب کنید که چگونهسرعت از خانه تا محل کار یا محل تحصیل اما می توانید از قبل با استفاده از نقشه روی گوشی هوشمند یا رایانه خود، یا با استفاده از نسخه کاغذی، دانستن مقیاس و همراه داشتن یک خط کش، فاصله را دریابید. در مرحله بعد، زمان قبل از شروع حرکت را یادداشت می کنید. وقتی به مقصد خود رسیدید، ببینید چند دقیقه یا چند ساعت بدون توقف گذشت.
در چه چیزی اندازه گیری می شود؟
سرعت اغلب در واحدهای SI اندازه گیری می شود. در زیر نه تنها واحدها، بلکه نمونه هایی از محل استفاده از آنها نیز آمده است:
- km/h (کیلومتر در ساعت) - حمل و نقل؛
- m/s (متر بر ثانیه) - باد؛
- km/s (کیلومتر در ثانیه) – اجرام فضایی، موشک؛
- mm/h (میلی متر در ساعت) - مایعات.
ابتدا بیایید بفهمیم که نوار کسری از کجا آمده است و چرا واحد اندازه گیری دقیقاً همین است. به فرمول فیزیک سرعت دقت کنید. چی میبینی؟ شمارنده S (فاصله، مسیر) است. مسافت چگونه اندازه گیری می شود؟ بر حسب کیلومتر، متر، میلی متر. در مخرج، به ترتیب، t (زمان) - ساعت، دقیقه، ثانیه. از این رو، واحدهای اندازه گیری کمیت دقیقاً همان چیزی است که در ابتدای این بخش ارائه شده است.
بیایید مطالعه فرمول سرعت در فیزیک را با شما ادغام کنیم: بدن در یک دوره زمانی خاص بر چه مسافتی غلبه خواهد کرد؟ مثلاً یک نفر در عرض 1 ساعت 5 کیلومتر راه می رود. مجموع: سرعت یک فرد 5 کیلومتر در ساعت است.
به چه چیزی بستگی دارد؟
اغلب معلمان این سوال را از دانش آموزان می پرسند: "چه چیزی سرعت را تعیین می کند؟". دانش آموزان اغلب گم می شوند و نمی دانند چه بگویند. در واقع، همه چیز بسیار استبه سادگی. فقط به فرمول نگاه کنید تا یک راهنمایی ظاهر شود. سرعت یک جسم در فیزیک به زمان حرکت و فاصله بستگی دارد. اگر حداقل یکی از این پارامترها ناشناخته باشد، حل مشکل غیرممکن خواهد بود. علاوه بر این، انواع دیگری از سرعت ها را می توان در مثال یافت که در بخش های بعدی این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.
در بسیاری از وظایف در سینماتیک، شما باید نمودارهای وابستگی بسازید، که در آن محور X زمان، و محور Y مسافت، مسیر است. از روی چنین تصاویری می توان به راحتی ماهیت سرعت حرکت را ارزیابی کرد. شایان ذکر است که در بسیاری از مشاغل مرتبط با حمل و نقل، ماشین های الکتریکی اغلب از گرافیک استفاده می کنند. به عنوان مثال، در راه آهن.
اندازه گیری سرعت در لحظه مناسب
موضوع دیگری وجود دارد که دانش آموزان دوره راهنمایی را می ترساند - سرعت آنی. در فیزیک، این مفهوم به عنوان تعریفی از بزرگی سرعت در یک دوره زمانی آنی رخ می دهد.
بیایید به یک مثال ساده نگاه کنیم: راننده در حال رانندگی قطار است، دستیار او هر از گاهی سرعت را تماشا می کند. یک علامت محدودیت سرعت در فاصله وجود دارد. در حال حاضر باید بررسی کنید قطار با چه سرعتی در حال حرکت است. دستیار راننده در ساعت 16:00 سرعت را 117 کیلومتر در ساعت گزارش می دهد. این سرعت لحظه ای است که دقیقا در ساعت 4 بعد از ظهر ثبت شده است. سه دقیقه بعد سرعت به 98 کیلومتر در ساعت رسید. این نیز سرعت لحظه ای نسبت به 16 ساعت 03 دقیقه است.
شروع حرکت
بدون سرعت اولیه، فیزیک تقریباً هیچ حرکتی را نشان نمی دهد.فن آوری. این پارامتر چیست؟ این سرعتی است که جسم با آن شروع به حرکت می کند. فرض کنید یک خودرو نمی تواند بلافاصله با سرعت 50 کیلومتر در ساعت حرکت کند. او نیاز به سرعت بخشیدن دارد. هنگامی که راننده پدال را فشار می دهد، ماشین به آرامی شروع به حرکت می کند، مثلاً در ابتدا 5 کیلومتر در ساعت، سپس به تدریج با سرعت 10 کیلومتر در ساعت، 20 کیلومتر در ساعت و به همین ترتیب (5 کیلومتر در ساعت سرعت اولیه است).
البته، هنگام ضربه زدن به توپ تنیس با راکت، می توانید مانند دوندگان-ورزشکار، شروعی تیز داشته باشید، اما هنوز هم همیشه یک سرعت اولیه وجود دارد. طبق استانداردهای ما، فقط ستارگان، سیارات و ماهواره های کهکشان ما آن را ندارند، زیرا ما نمی دانیم این حرکت چه زمانی و چگونه آغاز شد. به هر حال، تا زمان مرگ، اجرام فضایی نمی توانند متوقف شوند، آنها همیشه در حرکت هستند.
سرعت یکنواخت
سرعت در فیزیک ترکیبی از پدیده ها و ویژگی های فردی است. همچنین حرکت یکنواخت و غیر یکنواخت، منحنی و مستطیل وجود دارد. بیایید مثالی بزنیم: شخصی با همان سرعت در امتداد یک جاده مستقیم راه می‌رود و از نقطه A تا نقطه B 100 متر فاصله می‌گیرد.
از یک سو می توان آن را سرعت مستطیل و یکنواخت نامید. اما اگر سنسورهای سرعت و مسیر بسیار دقیق را به یک شخص متصل کنید، می بینید که هنوز تفاوت وجود دارد. سرعت ناهموار زمانی است که سرعت به طور منظم یا دائم تغییر می کند.
در زندگی روزمره و فناوری
سرعت حرکت در فیزیک همه جا وجود دارد. حتی میکروارگانیسم ها حرکت کنند، اجازه دهیدو با سرعت بسیار پایین شایان ذکر است که چرخش وجود دارد که با سرعت نیز مشخص می شود، اما دارای یک واحد اندازه گیری - دور در دقیقه (دور در دقیقه) است. به عنوان مثال، سرعت چرخش درام در ماشین لباسشویی. این واحد اندازه گیری در هر مکانی که مکانیزم ها و ماشین ها (موتورها، موتورها) وجود دارد استفاده می شود.
در جغرافیا و شیمی
حتی آب هم سرعت حرکت دارد. فیزیک فقط یک علم فرعی در زمینه فرآیندهای رخ داده در طبیعت است. به عنوان مثال، سرعت باد، امواج در دریا - همه اینها با پارامترهای فیزیکی معمول، کمیت ها اندازه گیری می شود.
مطمئناً بسیاری از شما با عبارت "سرعت یک واکنش شیمیایی" آشنا هستید. فقط در شیمی معنای متفاوتی دارد، زیرا به این معنی است که این یا آن فرآیند چقدر طول خواهد کشید. برای مثال، اگر ظرف را تکان دهید، پرمنگنات پتاسیم سریعتر در آب حل می شود.
سرعت نامرئی
پدیده های نامرئی وجود دارند. به عنوان مثال، ما نمی توانیم ببینیم که ذرات نور، تابش های مختلف چگونه حرکت می کنند، صدا چگونه منتشر می شود. اما اگر حرکت ذرات آنها وجود نداشت، هیچ یک از این پدیده ها در طبیعت وجود نداشتند.
انفورماتیک
تقریباً همه افراد مدرن در حین کار با رایانه با مفهوم "سرعت" روبرو هستند:
- سرعت اینترنت؛
- سرعت بارگذاری صفحه؛
- سرعت بارگیری CPU و غیره.
تعداد زیادی مثال از سرعت حرکت در فیزیک وجود دارد.
پس از مطالعه دقیق مقاله، با مفهوم آن آشنا شدید.سرعت، دریابید که چیست. اجازه دهید این مطالب به شما کمک کند بخش "مکانیک" را عمیقاً مطالعه کنید، به آن علاقه نشان دهید و هنگام پاسخ دادن در دروس بر ترس غلبه کنید. به هر حال، سرعت در فیزیک یک مفهوم رایج است که به راحتی قابل یادآوری است.
