Dane INFORMACYJNE

2. Dane INFORMACYJNE • Gimnazjum nr 2 im. Marii Skłodowskiej - Curie w Gostyniu • ID grupy: • 98/55_MF_G2 • Kompetencja: • Matematyka i fizyka • Temat projektowy: • „ Eppur si muove!” A jednak się porusza! • Semestr/rok szkolny: • Drugi semestr

3. Na czym polega ruch ciała ? • Ruch to jedno ze zjawisk najczęściej występującychw przyrodzie. • Jest nim na przykład spadanie kamienia, mruganie powieki oka lub zmiana wysokości słupka rtęci w termometrze. • Ruch ciała: • polega na zmianie jego położenia względem otaczających go ciał. Ciało jest w spoczynku, gdy zmiana położenia nie zachodzi.

4. Jak określamy położenie ciała? • Położenie ciała na prostej. • Położenie ciała na płaszczyźnie. • Położenie ciała w przestrzeni.

5. Punkt materialny • Jest to ciało fizyczne, którego wymiarów nie uwzględniamy. Punkt materialny stosuje się w celu uproszczenia opisu ruchu ciał. Każde ciało rzeczywiste może być w przybliżeniu uznane za punkt materialny, jeżeli jego rozmiary są niewielkie w porównaniu z jego odległością od obserwatora lub gdy do opisu ruchu ciała wystarczy jeden jego punkt.

6. Względność ruchu • Polega na tym, że w zależności od wybranego układu odniesienia ciało w tej samej chwili może być i w ruchu,i w spoczynku. • Ciała w ruchu względem siebie • Ciała w spoczynku względem siebie

7. Tor ruchu i DROGA • Tor ruchu to linia, którą kreśli dowolny punkt poruszającego się ciała. • Droga to długość toru, po którym poruszało się ciałow określonym czasie Δt.

8. Co to jest przemieszczenie? • Przemieszczenie (przesunięcie) jest zmianą położenia ciała. Przemieszczenie jest wektorem łączącym początkowe i końcowe położenie ciała. Przemieszczenie jest wektorem, a droga – wielkością skalarną. • W ruchu prostoliniowym bez zawracania wartości przemieszczenia i drogi są sobie równe:

9. Co to jest prędkość? • Prędkość: jest wielkością fizyczną definiowaną jako iloraz przemieszczenia (drogi) przez czas trwania tego przemieszczenia. Symbolem literowym prędkości jest v (ang. velocity „prędkość”). Wzór na prędkość zapisujemy:

10. Prędkość średnia i chwilowa. Szybkość średnia i chwilowa

11. Prędkość jest wektorem • W fizyce wiele słów zastępuje się symbolami. • Na rysunkach kierunek ruchu zaznaczamy strzałkami. • W tym wypadku strzałkę będziemy nazywać wektorem prędkości lub krócej: prędkością. Prędkość nie jest jedyną wielkością wektorową. • Wielkość wektorowa: jest to wielkość fizyczna, która oprócz wartości ma kierunek i zwrot.

12. RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINOWY

13. Przykłady ruchu jednostajnieprostoliniowego • Ruch to jedno z najpowszechniejszych zjawiskw przyrodzie. Jednak wyodrębnienie spośród mnogości ruchów tego, który odbywa się po linii prostej i ze stałą szybkością, wymaga chwili zastanowienia.

14. RUCH JEDNOSTAJNY PROSTOLINIOWY Ruchem jednostajnym prostoliniowym nazywamy taki ruch, w którym ciało porusza się ze stałą szybkością, a jego torem jest linia prosta.

15. Opis i badanie ruchU • Opisać ruch – to podać informację na temat kształtu toru, prędkości, z jaką poruszało się ciało, drogi przebytej przez ciało w określonym przedziale czasu, ewentualnie określić jego położenie względem ciała obranego za układ odniesienia. • Badanie ruchu polega na pomiarze położenia (oraz ewentualnie prędkości) ciała w różnych chwilach. Na tej podstawie wnioskujemy, jaki był tor ruchu, jak zmieniały się prędkość ciała i przebyta droga wraz z upływem czasu. • Wyniki pomiarów przedstawiamy w tabeli lub na wykresie.

16. Badamy ruch jednostajny • W ruchu jednostajnym prostoliniowym w takich samych przedziałach czasu ciało przebywa takie same odcinki drogi, a jego szybkość można określić wzorem: • W ruchu jednostajnym prostoliniowym droga przebyta przez ciało wzrasta wprost proporcjonalnie do czasu trwania ruchu i jest wyrażona wzorem:

17. BADAMY RUCH JEDNOSTAJNY - WYKRESY

18. Doświadczenie z pęcherzykiem powietrza w rurce z wodą • Rurkę napełniamy wodą (pozostawiając trochę powietrza) i zamykamy jej wylot gumowym korkiem. Odwracamy rurkę korkiem ku dołowi i obserwujemy ruch pęcherzyka ku górze. Gdy pęcherzyk zakończy ruch, odwracamy znów szybkim ruchem rurkę tak jak poprzednio i przystępujemy do mierzenia czasu, w którym pęcherzyk przebywa zaznaczone na rurce kolejne odcinki drogi. • Zmierzone odcinki drogi i czaswykorzystujemy do obliczenia prędkości pęcherzyka na poszczególnych odcinkachprostoliniowego toru.

19. Doświadczenie z pęcherzykiem powietrza w rurce z wodą • Porównując prędkości pęcherzyka na poszczególnych odcinkach toru, widzimy że są one prawie równe. Niewielkie różnice są spowodowane niedokładnością pomiarów. Możemy zatem powiedzieć, że w badanym przez nas ruchu prędkość była jednakowa na każdym z odcinków toru. • Taki ruch, w którym prędkość jest stała, nazywamy ruchem jednostajnym. Ruch pęcherzyka powietrza w rurce z cieczą jest więc ruchem jednostajnym.Jest on również ruchem prostoliniowym, bo jego torem jest linia prosta. Dlatego też ruch pęcherzyka możemy nazwać ruchem prostoliniowym jednostajnym.

20. Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony

21. Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony Ruch opóźniony jest to ruch, w którym wartość prędkości maleje wraz z upływem czasu. • Ruch przyspieszony jest to ruch, w którym wartość prędkości rośnie wraz z upływem czasu.

22. Czym jest przySpieszenieciała? • W celu opisania zmian prędkości ciała poruszającego się pod wpływem niezrównoważonej siły zdefiniowano wielkość fizyczną zwaną przyspieszeniem.Jest ono ilorazem przyrostu prędkości i przedziału czasu, w którym ten przyrost nastąpił.

23. Ruch jednostajnie przyspieszony • Ruch jednostajnie przyspieszony jest to ruch, w którym wartość przyspieszenia nie zmienia się wraz z upływem czasu. Oznacza to, że w każdej sekundzie szybkość wzrasta o tę samą wartość.

24. Badając ruch jednostajny prostoliniowy, stwierdziliśmy, że droga wzrasta proporcjonalnie do czasu. W jednakowych przedziałach czasu ciało przebywa jednakowe odcinki drogi. • Droga w ruchu jednostajnie przyśpieszonym jest proporcjonalna do kwadratu czasu. • W tym ruchu drogi pokonywane w kolejnych sekundach, mają się one do siebie tak jak kolejne liczby nieparzyste (1, 3, 5, 7…). • To właśnie zauważył Galileusz. Pisał on: „jeśli w pierwszym czasie, ruszając ze stanu spoczynku, przybędzie określony odcinek, na przykład jedną długość lufy, w drugim czasie trzy lufy, w trzecim pięć, w czwartym siedem, i tak sukcesywnie w porządku kolejnych liczb nieparzystych” Zależność drogi od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym

25. Przykładowe wykresy

26. Ruch ucznia • Uczeń maszerował ruchem jednostajnym oddalając i zbliżając się do czujnika. • Chcąc otrzymać wykresy zależności położenia i prędkości od czasu użyliśmy zestawu COACH.

27. RUCH UCZNIA – Wykresy i pomiar 1

28. RUCH UCZNIA – Wykresy I POMIAR 2

29. RUCH UCZNIA – WYKRESY I POMIAR 3

30. Badanie ruchu ciał – doświadczenie wspomagane komputerowo • Układ eksperymentalny: Tor powietrzny, czujnik położenia, zestaw pomiarowy i oprogramowanie COACH. • Pomiary: Wykonujemy doświadczenie, rejestrujemy położenie wózka na torze powietrznym w zależności od czasu dla ruchu jednostajnego i jednostajnie przyspieszonego. Następnie przetwarzamy otrzymane wykresy uzyskując zależności prędkości i przyspieszenia od czasu.

31. Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał • 5 ciężarków zahaczyliśmy na nitce. Staraliśmy się aby leżały w następujących odległościach:1- 0 cm nad ziemią2- 10 cm nad ziemią3- 40 cm nad ciężarkiem nr 24- 90 cm nad ciężarkiem nr 35- 160 cm nad ciężarkiem nr 4 • Spuściliśmy ciężarki z okna, tak, aby ciężarek nr 1 dotykał ziemi. Na znak Opiekuna puściliśmy nitkęz ciężarkami, słuchając, w jakich odstępach czasu spadają.

32. Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał.

33. Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał • Ponieważ wszystkie ciężarki zaczynają spadać w tym samym czasie, więc 2,3,4 ciężarek spada 2,3,4 razy dłużej. • Ale drugi, spadając dwa razy dłużej jaką drogę pokonuje? Cztery razy dłuższą. • Trzeci spadając 3 razy dłużej pokonuje drogę dziewięć razy dłuższą

34. Bardzo pouczające doświadczenie ze spadaniem ciał. • Wnioski: • Zaskoczyliśmy się, bo pomimo różnych odstępów między ciężarkami na nitce, wydawało się że, ciężarki spadały w równych odstępach czasu. Nasze przypuszczenia potwierdziła koleżanka stojąca na dole i obserwująca przebieg doświadczenia.Dzięki temu doświadczeniu wszyscy wiemy, że przebywane drogi w kolejnych sekundach w ruchu jednostajnie przyspieszonym są coraz większe.

35. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego • Wyznaczamy wysokość z której będzie spadać swobodnie piłka (np. z okna pracowni), w tym celu mierzymy długość linki spuszczonej z okna pracowni. • W naszym wypadku wysokość wynosiła 5,74 m.

36. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego • S=at2 /2 • a=g • S=gt2/2 /*2 • 2s=gt2 /:t2 • 2s/t2=g • g=2*s/t2 • g=2*5,74/(1, 2769) ≈ 8,99m/s2

37. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego WNIOSKI: • Otrzymana wartość przyspieszenia ziemskiego różni się od znanej nam wartości 9.81 m/s2, ale pamiętajmy, że nieodłącznym czynnikiem każdego doświadczenia są błędy pomiarowe. Jeśli chodzi o pomiar czasu, to wyniki różniły się nawet o 0,24 sekundy. • Uważamy jednak, że otrzymany wynik można uznać za poprawny, ponieważ otrzymane wyniki prawidłowo ilustrują przebieg badanego zjawiska.

38. Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego

39. Autorzy • Fabianowski Jakub • Grześkowiak Estera • Piecuch Dorota • Majewski Tomasz • Pluta Alicji • Skorupska Adrianna • Szymańska Joanna • Wichliński Jakub • Wojciechowska Ola • Zagata Krzysztof