حرکت با سرعت ثابت - آموزش تصویری - زبان ساده
موارد زیر مکمل هم هستند. برای یادگیری پایدار، از همه آنها استفاده کنید:
1- متن را بخوانید
2- در آزمون شرکت کنید
توضیح بیشتر: دکمه راهنما در نوار بالایی را کلیک کنید .
محاسبه آنلاین تمام کمیت های حرکت با سرعت ثابت
سلامابزار زیر فوق العاده و بی نظیر است. چون بهترین شیوه یادگیری حل مسئله را ارائه می کند. در هیچ جای دیگری چنین ابزار فوق العاده ای را نمی توانید پیدا کنید. برای طراحی آن وقت زیادی صرف کردیم و کاملا رایگان در اختیار عموم قرار دادیم. لطفا از آن استفاده کنید. اعداد مختلف را وارد کنید و آنها را تغییر دهید. به این ترتیب شما می توانید بی نهایت سوال با پاسخ تشریحی ایجاد کنید. از همه مهمتر، حتی می توانید مسائل درون یا آخر فصل و نیز مثال های کتاب درسی را با آن حل کنید.
معلمان محترم می توانند برای طراحی سوال و یا بررسی درستی سوال خود، از این ابزار ارزشمند استفاده کنند( پس از آنکه نرم افزار سوال را تولید کرد می توانید ظاهر و ادبیات سوال را به دلخواه خود تغییر دهید). با احترام: ژرفنما
روش استفاده:
در قسمت پایین، چهار ورودی اعداد وجود دارد. در سه ورودی، عدد دلخواه خود را وارد کنید. سپس روی دکمه محاسبه کلیک کنید. تا حل تشریحی آن، ارائه می شود.
توضیح بیشتر
- فرض کنید سه ورودی برای عدد داریم اگر در ورودی اول و دوم، عدد وارد کنید کمیت سوم حساب می شود. اما اگر در ورودی دوم و سوم، عدد وارد کنید کمیت اول حساب می شود و ...
-
برای وارد کردن اعداد توان دار، ما از ساده ترین روش ( یعنی e-notation )استفاده کردیم. برای این کار، از حرف e استفاده کنید. مثلا 105 × 3 را به صورت 3e5 وارد کنید
همچنین 5-10 × 3 را به صورت 3e-5 وارد کنید
عدد 19-10 × 1/6 را به صورت 1.6e-19 وارد کنید
عددی مانند 105 را به صورت 1e5 وارد کنید.(یعنی به صورت e5 وارد نکنید).
دقت کنید هنگام وارد کردن e صفحه کلید شما انگلیسی باشد وگرنه وارد نمی شود. - برای وارد کردن اعداد اعشاری، مثلا 6/5 به جای علامت اعشار / از علامت نقطه . استفاده کنید
1 - حرکت با سرعت ثابت و شرط های آن
حرکت با سرعت ثابت حرکتی است که اندازه و جهت سرعت ثابت باشد. می دانیم سرعت بردار است و هر بردار دارای دو ویژگی دارد، اندازه و جهت. بنابراین اگر این دو ویژگی تغییر نکند. سرعت ثابت است.
می توانید تصور کنید متحرکی که روی خط راست و با سرعت ثابت حرکت می کند سرعت ثابتی دارد. غیر از این باشد سرعت تغییر می کند.
توجه: اگر جهت حرکت تغییر کند( مثلا در پیچ جاده یا دور زدن میدان) و یا اندازه سرعت تغییر کند( مثلا ماشین را گاز بدهیم یا ترمز کنیم) سرعت حرکت ثابت نیست.
مثال 1: کدام یک از حرکت های زیر، حرکت با سرعت ثابت محسوب می شود:
- سرعت شمار ماشین، سرعت ثابت 50 کیلومتر بر ساعت را نشان می دهد.
- ماشین به طور یکنواخت شروع به حرکت می کند.
- ماشین به طور یکنواخت می ایستند.
- ماشین با سرعت ثابت، میدان را دور می زند
پاسخ:
- سرعت شمار ماشین عدد ثابتی را نشان می دهد اما ممکن است جهت آن تغییر کند. سرعت ثابت نیست
- وقتی شروع به حرکت می کند سرعت آن از صفر افزایش می یابد. پس ثابت نیست.
- وقتی می ایستد سرعت آن از مقدار غیر صفر، به صفر می رسد. پس ثابت نیست.
- وقتی میدان را دور می زند یا یک پیچ را رد می کند جهت سرعت، عوض می شود. پس ثابت نیست.
2 - نمودار مکان - زمان حرکت با سرعت ثابت
اگر سرعت یک متحرک ثابت باشد، نمودار مکان - زمان آن، یک خط راست است. شیب این خط، بیانگر سرعت متحرک است( در درس های قبل کامل کار شد).به نمودار روبرو دقت کنید هر قسمت را جداگانه توضیح می دهیم.
- در قسمت 1 ( رنگ قرمز ) نمودار خط راست است. پس حرکت با سرعت ثابت است. چون نمودار صعودی است علامت سرعت مثبت است.
- در قسمت 2 ( رنگ سبز ) نمودار خط راست افقی است پس جسم ساکن است.
- در قسمت 3 ( رنگ صورتی ) نمودار خط راست است پس حرکت با سرعت ثابت است. چون نمودار نزولی است علامت سرعت منفی است.
- در قسمت 4 ( رنگ آبی) نمودار خط راست نیست. پس سرعت متحرک ثابت نیست.
مثال 2: 
مکان اولیه و سرعت سه متحرک نمودار روبرو را با هم مقایسه کنید.
مکان اولیه و سرعت سه متحرک نمودار روبرو را با هم مقایسه کنید.پاسخ:
مکان اولیه را با نقطه های صورتی روی محور مکان نشان می دهیم.
مکان اولیه را با نقطه های صورتی روی محور مکان نشان می دهیم.
- مکان اولیه متحرک A بعد از مبدا مکان قرار دارد. یعنی یک عدد مثبت است.
- مکان اولیه متحرک C روی مبدا مکان قرار دارد. یعنی مکان اولیه آن، صفر است.
- مکان اولیه متحرک B قبل از مبدا مکان قرار دارد. یعنی یک عدد منفی است.
برای مقایسه سرعت ها باید شیب خط را در نظر بگیریم.
- نمودار دو متحرک B و C با هم موازی است. یعنی شیب یکسانی دارند پس با سرعت یکسانی حرکت می کنند. نمودار صعودی است پس شیب مثبت است و سرعت این دو متحرک، مثبت و برابر هم است.
- نمودار A نزولی است. پس شیب آن منفی است. در نتیجه سرعت آن منفی است.
توجه:
- اگر در نمودار مکان - زمان، دو خط موازی داشته باشیم. سرعت آن دو متحرک با هم برابر است.
- اگر در نمودار مکان - زمان، دو نمودار همدیگر را قطع کنند. در آن زمان و در همان مکان دو متحرک به هم می رسند.
3 - نمودار سرعت - زمان در حرکت با سرعت ثابت
اگر سرعت متحرک ثابت باشد نمودار سرعت - زمان آن خط راست افقی است. سه حالت پیش می آید که به کمک نمودار روبرو آن را بررسی می کنیم:- نمودار سبز: نمودار بالای محور زمان است. پس سرعت مثبت است. چون خط راست افقی است، سرعت ثابت است.
- نمودار زرد: نمودار روی محور زمان است. سرعت صفر و جسم ساکن است.
- نمودار قرمز: نمودار پایین محور زمان است. پس سرعت منفی است. چون خط راست افقی است، سرعت ثابت است.
توجه: برای محاسبه سرعت، از نمودار مکان - زمان، باید از شیب خط استفاده کرد. این موضوع را در درس های قبل به طور کامل کار کردیم. در صورت نیاز به درس های قبل مراجعه کنید.
4 - معادله مکان - زمان در حرکت با سرعت ثابت
اگر سرعت یک متحرک ثابت باشد. یعنی روی خط راست با سرعت ثابت حرکت کند. معادله حرکت آن به صورت روبرو است. با کمک این معادله می توانیم کمیت های مختلفی را حساب کنیم. مثلا مکان یا زمان و ... این کار را در ابتدای این درس و با وارد کردن اعداد دلخواه امتحان کنید.اگر به مفهوم آن دقت کنید خیلی ساده است. کل ماجرا در کادر زیر نشان داده شده است.
توجه: متحرک ابتدا در مکان اولیه x0 بود سپس مدت t ثانیه، با سرعت ثابت V متر بر ثانیه حرکت می کند. یعنی به اندازه Vt جابجا می شود و به مکان x می رسد.
مثال 3: مکان اولیه یک متحرک، نقطه 4 متر است. مدت 5 ثانیه، با سرعت ثابت 3 متر برثانیه، روی خط راست، به حرکت خود ادامه می دهد. این متحرک به چه مکانی می رسد؟
پاسخ:
x = vt + x0 = 3 × 5 + 4 = 15 + 4 = 19
x = vt + x0 = 3 × 5 + 4 = 15 + 4 = 19
مثال 4: یک ماشین با سرعت ثابت 4 متر برثانیه در حرکت است. ابتدا در نقطه 4 متر قرار دارد، روی خط راست، به حرکت خود ادامه می دهد. پس از چند ثانیه به مکان 10 متر می رسد؟
پاسخ:
مثال 5: مکان اولیه یک متحرک، 5 متر قبل از مبدا مختصات است. این متحرک با سرعت ثابت روی خط راست، به حرکت خود ادامه می دهد. و پس از مدت 4 ثانیه به مکان 11 می رسد. سرعت این متحرک چند متر برثانیه است؟
پاسخ:
بخش نظرات