Проект "В світі швидкостей"

Навчальний проект з фізики (“Мій перший проект з фізики”) В С В І Т І ШВИДКОСТЕЙ Автори проекту: Бойчук Анастасія Вініцька Юлія Натальчук Анна Слободян Ірина Чепель Яна Керівник: Н.Г.Зверховська

Доброго дня! Звати мене Знайка. Я вам допоможу у вивченні теми: «Швидкість руху тіла»

Рух і швидкість – поняття відносні. Вперше це ввів італійський учений Г.Галілей

V=L/t Швидкість – це фізична величина, що характеризує механічний рух і дорівнює відношенню шляху, який проходить тіло, до інтервалу часу, за який цей шлях пройдено

Основною одиницею швидкості є метр за секунду (1 м/с)

Швидкість тіла у кожний момент часу або у кожній точці траєкторії руху називається миттєвою швидкістю

Миттєва швидкість має напрям і визначається приладами - спідометрами

Шви́дкість — фізична величина, що відповідає відношенню переміщення тіла до проміжку часу, за який це переміщення відбувалось. Швидкість — величина векторна, тобто вона має абсолютну величину і напрямок.

Миттєва швидкість тіла — швидкість тіла в даний момент часу в даній точці траєкторії: Початкова швидкість – це швидкість, з якою тіло починає рух, або швидкість в початковий момент часу; Кінцева швидкість – це швидкість, з якою тіло закінчує рух, або швидкість в останній момент часу;

Одиниці вимірювання У системі СІ швидкість (точніше її абсолютна величина) вимірюється в метрах за секунду — м/с. В системі СГС одиницею вимірювання швидкості є сантиметр за секунду — см/с. В повсякденному житті найпрактичнішою одиницею вимірювання швидкості є кілометр на годину — км/год. В певних областях людської діяльності чи країнах використовуються специфічні одиниці швидкості, як, наприклад, вузол чи фут на секунду.

Графік швидкості – це лінія, побудована в осях t v Графік швидкості рівномірного руху – горизонтальна пряма

Графіком швидкості (графік залежності швидкості руху тіла від часу руху) є пряма паралельна до осі часу За графіком швидкості шлях пройдений тілом за певний проміжок часу чисельно рівний площі прямокутника обмеженого віссю часу, графіком швидкості та прямими, що обмежують проміжок часу руху.

Оскільки при рівномірному прямолінійному русі швидкість тіла залишається незмінною, то в будь-який момент часу швидкість тіла однакова. Тому графіком залежності швидкості від часу є пряма, яка паралельна до осі Ot. Якщо швидкість тіла при рівномірному прямолінійному русі напрямлена вздовж обраної осі координат, то графік швидкості лежить вище осі Ot; якщо ж швидкість напрямлена проти обраної осі, то графік швидкості лежить нижче осі Ot.

Коли тіло на різних ділянках шляху має різну, але постійну швидкість, графік руху буде являти собою сукупність відрізків, кожен з яких відповідатиме значенню швидкості на конкретній ділянці. Так на вище поданому рисунку, швидкість тіла на ділянці AB 1 м/с, на ділянці BC 3 м/с, на ділянці  CD (-4) м/с. На ділянках АВ таBС тіло рухалось вздовж обраної осі, а на ділянці CD - проти.    Якщо тіло нерухоме, тобто швидкість рівна нулю, то графік швидкості буде співпадати з віссю Ot. 

Рівняння рівномірного прямолінійного руху має вигляд:  . Це лінійне рівняння залежності змінної х від змінної t.Тому графіком залежності координати від часу є пряма лінія. Основні випадки графіка руху представлені на рисунку. Якщо тіло рухається вздовж обраної осі, то графік руху є зростаючим, якщо ж проти обраної осі – то спадним.  Чим більше кут між графіком руху та віссю Ot, тим швидкість тіла більша.

Графіки зручно будувати, протягуючи час через усі графіки Графік завжди починається з т.(0; 0), в той час, як графік залежності координати від часу може розпочинатися з довільної точки (0; х0), усі нисхідні ділянки на графіку , симетрично відобразившись від горизонталі, що проходить через початкову точку такої ділянки, шлях весь час зростає незалежно від того, в якому напрямку рухається тіло.

Графіки швидкостей використовуються в транспорті, техніці при проектуванні машин, механізмів тощо. Маючи графіки швидкостей різних частин механізму здійснюють розрахунки суміщення їх роботи, визначають взаємні переміщення.

Графіки рівномірного прямолінійного руху відображають залежність відповідних параметрів руху від часу. За їх допомогою можна з’ясувати характер руху тіла і змини величин з плином часу. Графік швидкості для рівномірного руху – це відрізок прямої, паралельної осі часу. Графік шляху для рівномірного руху – це відрізок прямої.

Використовують графіки швидкостей при розрахунках стикувань космічних апаратів

В метеорології при аналізі вітрів в прогнозуванні погоди

Графік швидкості рівноприскореного руху (швидкість змінюється рівномірно) швидкість швидкість збільшується зменшується

За графіком швидкості можна знайти переміщення. Площа фігури, обмеженої графіком швидкості, віссю t та вертикальними прямими t1 і t2 чисельно дорівнює переміщенню за даний час.

Іноді графічний спосіб визначення переміщення за графіком швидкості єдино можливий

Африканський гепард - це не тільки приголомшуюча велика кішка, але й без сумніву найшвидший ссавець на планеті, здатний розвивати швидкість на коротких дистанціях (до півкілометра) від 112 до 120 кілометрів на годину. Мало того, що вони здатні так швидко пересуватися, так ще і розгінні характеристики у гепарда краще, ніж у більшості спортивних автомобілів: від 0 до 100 кілометрів ці кішки розганяються за 3 секунди.

Бабки є найшвидшими літаючими комахами у світі. Максимальна швидкість польоту досягає 50 кілометрів на годину.

Шкіряста черепаха не тільки займає титул одного з найбільших плазунів, але так само є найшвидшою рептилією, яка здатна плавати зі швидкістю 35 кілометрів на годину.

Вітрильники - цих риб можна знайти лише в теплих водах океану. Вони є найшвидшими в океані. Як видно з назви, їх відмінною рисою є високий та довгий яскраво блакитний плавник, схожий на вітрило. Вітрильник може розвивати швидкість понад 100 кілометрів на годину.

Голкохвостий стриж. У світі птахів, питання які види можуть претендувати на титул найшвидшого, є спірним, тому що існують різні способи пересування на великій швидкості в повітрі. Голкохвостий стриж, який проводить все своє життя в польоті, по праву тримає рекорд по швидкості горизонтального польоту. Вона досягає 165 кілометрів на годину.

Сапсан. Нехай ця птиця і поступається стрижеві в горизонтальному польоті, але що стосується вертикального їй немає рівних. Під час полювання, виявивши свою здобич, сапсан високо піднімається над жертвою, а потім майже під прямим кутом пікірує вниз. Швидкість при цьому може досягати понад 322 кілометрів на годину.

 Згідно даних журналу Natural History наведемо приклади швидкостей, яку вимірювали на відстані 500 метрів для деяких тварин. Антилопа Гну розвинула швидкість до 80 км/год; лев – 80 км/год; американський верховий кінь – 76 км/год; сіра лисиця – 67 км/год; з ебра, страус – 64 км/год; кролик – 56 км/год; жирафа, північний олень – 51 км/год; кіт, кенгуру – 48 км/год; слон – 40 км/год; білка – 19 км/год; свиня – 18 км/год; курка – 15 км/год; миша – 13 км/год. Н айповільнішими тваринами планети вважаються гігантська черепаха (0,28 км/год), лінивець (0,25 км/год).     

Рекордсменом повільності став равлик (0,05 км/год)!

ШВИДКІСТЬ МАШИН (на прикладі транспортних засобів).     Розвиток техніки у сучасному розумінні пов'язаний з появою машин та механізацією виробничих процесів, який почався у  ХІІІ столітті. З одної сторони, станки стали на допомогу людям, повторюючи одноманітні рухи; преси замінили силу багатьох людей; транспорт дозволив долати великі відстані за коротший час. З другої, саме знання фізики відбилися у цих досягненнях людства.     

Людина створила багато різних машин. Зупинимося тільки на транспортних засобах, що доставляють людей та вантаж морським, наземним та повітряним сполученням

Прикладом машини є звичайний велосипед. На ньому велосипедист може їхати зі швидкістю 12км/год, що у три рази більша, ніж коли він пішохід. Механізми (колеса, ланцюг) забезпечують його рух.  На швидкісному спуску світовий рекорд  212 км/год Рекорд швидкості для гірського велосипеда 130 км/год Рекорд середньої швидкості «Тур де Франс» 41.654 км/год

Автомобілі розвивають швидкість більшу від 60 км/год.

Найшвидшим серійним легковим автомобілем є Bugatti Veyron Super Sport. 4 липня 2010 року на випробувальному треку Volkswagen пілот П'єр Анрі Рафанель в першому заїзді в одну сторону зміг досягти швидкості 427,933 км/год, а у другому заїзді вже у зворотному напрямку автомобіль розігнався до 434,211 км/год.

Найвищу швидкість у світі — 1229,78 км/год на наземному транспортному засобі — реактивному автомобілі (Thrust SSC) було показано англійцем Енді Гріном 15 жовтня 1997

Швидкість модерних поїздів поза 100 км/год. Японський потяг на магнітній подушці встановив новий світовий рекорд швидкості, розігнавшись до 603 км/год в ході тестових випробувань

Потяг CRH380A (Китай) Максимальна швидкість: 486 км/год

      Сучасні літаки можуть летіти зі швидкістю понад 900 км/год. 

Міг-25 3.2 М - найшвидший літак.

«Blackbird» встановив абсолютний рекорд швидкості серед пілотованих літаків з прямоточними двигунами — 3529,56 км/год

 Найвища швидкість у всесвіті - це швидкість світла приблизно 1 мільярд км/год , за 1 рік світло долає відстань 9760800 000000 км. Рекорд швидкості космічного апарату 240 тис. км/год був встановлений американо-німецьким сонячним зондом «Геліос-Б», запущеним 15 січня 1976 р Середня швидкість автомобіля100км/год Середня швидкість людини при ходьбі 8 км на годину.

Щоб зрозуміти які відстані відділяють нас від космічних об'єктів вирушимо до них цими трьома способами. 1. Перший об'єкт у космосі звичайно ж Місяць. Всього одну годину займе наша подорож на зонді «Геліос-Б» На автомобілі подорож розтягнеться на 160 днів (майже пів року) і 5 років ми будемо йти пішки.

2. Наступна зупинка - Марс. Мінімальна відстань від Марса до Землі становить 56 млн км (така відстань досягається раз в 17 років). На космічному зонді політ зайняв би всього 9 днів, а на автомобілі для цього знадобилося б майже 63 роки безперервної їзди. Але пішки до Марса йти 799 років! До часу приходу на Марс на Землі зміняться вже десятки поколінь.

3. Далі нас чекає Сонце, наша зірка. Зонду що б долетіти потрібно вже 26 днів, майже місяць польоту. Автомобіль повинен їхати 173 довгих роки що б досягти нашої зірки Бадьорою ходою ми будемо добиратися до сонця 2168 років, можливо до того часу поки ми будемо йти людство на землі перестане існувати.

4. А ось ще один об’єкт сонячної системи - Плутон. Відстань вже серйозна – 56 млрд кілометрів 3 роки польоту відділяють нас від нього. 6392 року автомобіль при його швидкості буде добиратися до останньої планети. Людині необхідно майже 90000 років іти пішки.

5. Найближча до нас зірка, сусідка сонця - Проксима Центавра. Вона знаходиться на відстані 4 світлових роки від Землі або 39043200000000 км. Зонду буде потрібно 18750 років польоту що б до неї дістатися. Автомобілю ж необхідно затратити на шлях 45 мільйона років, людині на цю прогулянку треба затратити 557 млн років.

6. Сусідка нашої галактики - галактика Андромеда, відстань до неї неймовірних 25 мільйони світлових років! або 97608000000000000000 км важко уявити це число а вже тим більше його назвати.

Зонду буде потрібно 46 мільярдів років що б долетіти до неї, а це більше ніж існує відомий нам всесвіт, до того часу на місці Андромеди буде абсолютно нова галактика а можливо і кілька галактик зміняться до того часу. прикладі цих космічних об'єктів відстані стають зрозумілими.