Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia)

2. Dane INFORMACYJNE (do uzupełnienia) • Nazwa szkoły: • Gimnazjum im. Noblistów Polskich w Koźminku • ID grupy:98/44_mf_g1 • Opiekun: pani Izabela Czechowska • Kompetencja: • Matematyczno- fizyczna • Temat projektowy: • Wszechobecny ruch –zbadajmy przebieg ruchu • Semestr/rok szkolny: • Semestr II/ rok szkolny 2010/2011

3. Wszechobecny ruch zbadajmy przebieg ruchu- część teoretyczna

4. Ruch postępowy • Ruch postępowy punktu materialnego jest to każdy ruch tego punktu opisywany przy użyciu wielkości charakterystycznych dla ruchu postępowego: • drogi S • prędkości v • przyspieszenia a

5. Ruch postępowy • Przykład: • Ruch punktu materialnego po okręgu można traktować • w danej chwili jak ruch postępowy przypisując temu punktowi prędkość v.

6. Ruch obrotowy • Ruch obrotowy to taki ruch, w którym wszystkie punkty ciała poruszają się po okręgach o środkach leżących na jednej prostej zwanej osią obrotu. Np. ruch Ziemi wokół własnej osi. Jest to ruch złożony z ruchu postępowego środka masy danego ciała oraz ruchu obrotowego względem pewnej osi. Środek masy ciała można uważać za punkt materialny. • Druga zasada dynamiki jest podstawowym prawem ruchu obrotowego.

7. Ruch drgający Ruch drgający prosty jest ruchem najczęściej spotykanym w przyrodzie. Przykładami takiego ruchu są: ruch struny instrumentu, ruch ciężarka zawieszonego na sprężynie, ruch wahadła czy ruch tłoka w silniku. Przyczyną tego ruchu jest siła sprężystości. Wielkości związane z tym ruchem: x - wychylenie w danej chwili, odległość ciała od położenia równowagi A - amplituda drgań, największe wychylenie z położenia równowagi T - okres drgań f - częstotliwość drgań, ilość drgań w jednostce czasu

8. Ruch falowy • Ruch falowy jest to rozchodzenie się w przestrzeni różnego rodzaju drgań, czyli zaburzeń stanu ośrodka. W zależności od ośrodków oraz charakteru zaburzeń rozróżnia się fale: mechaniczne (w tym sprężyste), elektromagnetyczne i fale materii (tzw. fale de Broglie'a).

9. RUCHY ZIEMI

10. Ruch obrotowy Ziemi • Ruch obrotowy Ziemi – inaczej ruch wirowy Ziemi – obrót Ziemi wokół własnej osi. Czas jednego obrotu względem odległych gwiazd wynosi 23 godziny 56 minut i 4 sekundy i okres ten nazywa się dobą gwiazdową. Tam gdzie na powierzchnię Ziemi padają promienie słoneczne, panuje dzień, na pozostałym obszarze panuje noc, ruch obrotowy Ziemi jest przyczyną zmiany dnia i nocy. W jedną godzinę Ziemia obraca się w przybliżeniu o 15° a w cztery minuty o 1°.

11. Ruch obrotowy Ziemi • Następstwa ruchu obrotowego Ziemi: • występowanie pór dnia (noc i dzień), • pozorna wędrówka Słońca po sklepieniu niebieskim, • odchylenie w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej toru swobodnie spadających ciał • odchylenia kierunku płynięcia prądów morskich

12. Ruch obiegowy Ziemi • Ruch obiegowy Ziemi – ruch Ziemi wokół Słońca po orbicie o kształcie elipsy w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara Jedno pełne okrążenie zajmuje Ziemi 365 dni, 5 godzin, 48 minut i 45,9 sekund, czyli 1 rok. Po każdych czterech latach te około 6 godzin z każdego roku zostaje dodane jako jeden dzień do najkrótszego miesiąca, czyli do lutego. Są to wówczas tzw. lata przestępne.

13. Ruch obiegowy Ziemi • Następstwa ruchu obiegowego: • pory roku • strefy oświetlenia Ziemi • zmiana długości trwania dnia i nocy w ciągu roku • zjawisko dnia i nocy polarnej • zmiana miejsc wschodu i zachodu Słońca w ciągu roku

14. RUCH KSIĘŻYCA

15. Obserwowany ruch Księżyca • Orbita Księżyca wokół Słońca ma kształt złożonej krzywej. Księżyc przecież nie obiega Słońca sam, ale wspólnie z Ziemią. W układzie Ziemia-Księżyc oba ciała obiegają wspólny środek masy, który nazywamy barycentrum. Ponieważ masa Księżyca w porównaniu do masy Ziemi jest stosunkowo duża, barycentrum nie znajduje się blisko środka Ziemi, lecz jest położone około 1600 km pod jej powierzchnią. Złożoność ruchu Księżyca w przestrzeni przejawia się też w jego obserwowanym ruchu na niebie. Składają się na to: ruch Księżyca ze wschodu na zachód, będący odbiciem obrotu Ziemi i rzeczywisty ruch Księżyca wokół Ziemi.

16. Obserwowany ruch księżyca • W ciągu doby Księżyc przechodzi po swej orbicie dookoła Ziemi w przybliżeniu 13°. Porusza się przy tym z zachodu na wschód. Ponieważ jednak i Słońce przesuwa się na niebie w przybliżeniu o 1° w ciągu doby w tym samym kierunku co Księżyc, to pozostaje za Słońcem na niebie mniej więcej 12° w ciągu doby. Gdyby to następowało dokładnie tak, jak mówiliśmy, Księżyc codziennie wschodziłby o 50 min później. Jednak prędkość Księżyca w ruchu wokół Ziemi nie jest stała, a stąd i jego ruch na niebie nie jest jednostajny. Codzienne opóźnienie się wschodu Księżyca waha się od 38 do 66 min.

17. Fazy księżyca • nów (1 na ilustracji): obszar zwrócony do Ziemi nie jest oświetlony • pierwsza kwadra (3) • pełnia (5): jest wtedy oświetlony cały obszar zwrócony do Ziemi • ostatnia kwadra (7)

18. Fazy księżyca • Gdy Księżyc jest w pełni, znajduje się po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce. Jego położenie na sferze niebieskiej jest w przybliżeniu przeciwległe do położenia Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej około północy, w kulminacji dolnej zaś w południe. Natomiast w nowiu położenie Księżyca na sferze niebieskiej jest bliskie położenia Słońca. Księżyc wówczas znajduje się w kulminacji górnej w południe, w kulminacji dolnej zaś - o północy.

22. Ruchy słońca i innych gwiazd • Z doświadczeń życia codziennego wiemy, że Słońce u nas codziennie wschodzi po wschodniej, a zachodzi po zachodniej stronie nieba. Podobnie czyni to część gwiazd. Jednak niektóre gwiazdy widzimy nad horyzontem przez całą noc. Gdybyśmy pojechali na północ lub bardziej na południe od naszego kraju, zauważylibyśmy, że Słońce i gwiazdy zakreślają nad naszym nowym horyzontem inne drogi niż te, do których byliśmy przyzwyczajeni. Dla obserwatora na równiku ruch dobowy Słońca i gwiazd jest zupełnie inny. Równik niebieski dla tego obserwatora zajmuje położenie pionowe względem horyzontu. Słońce i gwiazdy poruszają się prostopadle do horyzontu. Połowę doby pozostają nad horyzontem, drugą połowę pod nim. Dzień i noc w każdej porze roku mają tę samą długość 12 h.

23. Ruchy słońca i innych gwiazd • Ruch dobowy gwiazd nad biegunami ziemskimi jest równoległy do horyzontu tych miejsc. Gwiazdy znajdujące się na północ od równika niebieskiego nie zachodzą na biegunie północnym, natomiast znajdujący się tam obserwator nigdy nie zobaczy gwiazd położonych na południe od równika niebieskiego. Na odwrót, obserwator na biegunie południowym widzi gwiazdy tylko południowej części sfery niebieskiej. Gwiazdy na północ od równika niebieskiego są dla niego niewidoczne. Dla obydwu obserwatorów gwiazdy poruszają się po koncentrycznych okręgach ze środkiem w zenicie, pokrywającym się z północnym lub południowym biegunem świata.

26. Zmiany w środowisku naturalnym wywołane przez poruszające się pojazdy

27. W obecnym świecie najpopularniejszym środkiem lokomocji jest samochód. Głównym elementem takiego pojazdu mechanicznego jest silnik spalinowy. Urządzenia te wpływają na coraz większe pogorszenie się stanu środowiska naturalnego i za olbrzymią emisję do atmosfery spalin - głównego zanieczyszczenia naszej planety. Ale to nie tylko jedyne negatywne skutki używania tych pojazdów. To także zwiększone zapotrzebowanie na rudy metali, zwiększona produkcja wszelkiego rodzaju gumowych elementów, a także tych wykonanych z tworzywa sztucznego. Nie należy także zapominać o bardzo szkodliwym ołowiu, który jest składnikiem spalin. Pojazdy mechaniczne przyczyniły się także do powstania efektu cieplarnianego, odpowiedzialnego za globalne ocieplenie się klimatu Ziemi.

28. EFEKT CIEPLARNIANY • W wyniku swoje działalności człowiek dokonał olbrzymiego postępu technologicznego. Jednak doprowadził także do naruszenia globalnej równowagi klimatycznej naszej planety. Równowaga ta polegała od wieków na równej ilości ciepła wypromieniowanego przez Ziemię w kosmos. Jednak w wyniku emisji do atmosfery różnego rodzaju gazów cieplarnianych, promieniowanie to zostało w pewien sposób zahamowane i część ciepła nie opuszcza Ziemi. Najważniejszym gazem cieplarnianym jest dwutlenek węgla CO2. Połowa całego efektu cieplarnianego to wynik jego działania.

29. KWAŚNE DESZCZE • Kwaśne deszcze spowodowane są emisją do atmosfery takich gazów jak tlenek siarki, tlenek azotu, węglowodorów, a także ozonu. Gazy te są uwalnianie w procesie spalania ropy naftowej, czyli gdy samochód spala benzynę. Deszcze takie niszcząco działają na wszelką naturę, a także na człowieka i budynki.

30. SMOG • Jest to olbrzymia chmura składająca się ze spalin samochodowych. Smog taki powstaje najczęściej w słoneczne dni, gdy nie ma wiatru. Występuje zwykle nad wielkimi metropoliami, takimi jak Londyn, czy Los Angeles. Jest on skutkiem procesu w którym dwutlenek azotu, który jest uwalniany wraz ze spalinami doznaje działania promieniowania ultrafioletowego. W wyniku tego oddziaływania zmienia się w ozon, który z kolei reaguje z substancjami znajdującymi się w spalinach, tworząc niekiedy bardzo toksyczne substancje. Dodatkowym zagrożeniem jest benzopiren, który wchodzi w skład spalin, a który ma działanie rakotwórcze.

31. Metody zapobiegające negatywnym skutkom wynikłym z użytkowania pojazdów mechanicznych: Obecnie w samochodach montuje się katalizatory, które obniżają poziom szkodliwych substancji w spalinach, poprzez filtrację tlenków azotu, siarki i węglowodorów. Obecnie stosuje się benzynę tzw. bezołowiową, która nie zawiera szkodliwych związków ołowiu. O środowisko naturalne możemy także sami zadbać, przesiadając się z naszych samochodów do pojazdów komunikacji miejskiej lub korzystając z rowerów. Naukowcy oszacowali, że gdyby na całym świecie użycie transportu publicznego wzrosło tylko o 1%, to spowodowałoby to zmniejszenie emisji dwutlenku węgla o 15%.

32. Wszechobecny ruch- zbadajmy przebieg ruchu • Część zadaniowa- wzory dotyczące ruchów z naszego otoczenia oraz zadania dotyczące ruchów

33. Wzory dotyczące ruchu: • Prędkość:

34. Wzory dotyczące ruchu: • Przyspieszenie:

35. Wzory dotyczące ruchu: • Drgania:

36. Wzory dotyczące ruchu: • Energia i praca:

37. Wzory dotyczące ruchu: • Dynamika:

38. Wzory dotyczące ruchu: • Droga w ruchu jednostajnym i jednostajnie zmiennym:

39. Przyspieszenie • Przyspieszenie – wektorowa wielkość fizyczna wyrażająca zmianę prędkości w czasie.

40. Przyspieszenie • Przyspieszenie definiuje się jako pochodną prędkości po czasie, czyli jest szybkością zmiany prędkości. Jeśli przyspieszenie styczne jest skierowane przeciwnie do zwrotu prędkości ruchu, to wartość prędkości w tym ruchu maleje a przyspieszenie to jest nazywane opóźnieniem.

41. Ruch prostoliniowy jednostajnie przyspieszony • Ruch jednostajny prostoliniowy - przyspieszony. • ciało zmienia swoje położenie w czasie • torem ruchu jest linia prosta (tor prostoliniowy) • droga nazywamy odległość jaka pokonuje ciało podczas swojego ruchu - odcinek toru • prędkość w czasie ruchu jednostajnie ROŚNIE • PRZYSPIESZENIE w trakcie ruchu zachowuje stały kierunek, zwrot i wartość

42. Druga zasada dynamiki Newtona • Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa jest różna od zera), to ciało porusza się z przyspieszeniem wprost proporcjonalnym do siły wypadkowej, a odwrotnie proporcjonalnym do masy ciała.

43. Wzory i jednostki • Wzory: • Jednostki: • N (Newton), kN (kiloNiuton) , MN (MegaNiuton),

44. Przykład przyspieszenia • Przykład:Jeżeli prędkość ciała wzrosła od prędkości 1m/s do prędkość 7m/s w ciągu 2 sekund, to średnie przyspieszenie ciała wyniosło:

45. ZADANIA Z WSZECHOBECNEGO RUCHU

46. ZADANIE 1 • Samochód jedzie z prędkością 25m/s. Ile wynosi prędkość wyrażona w km/h? • Rozwiązanie: • 25m/s = 25 * km/h = 90km/h • Odp: Samochód jedzie z prędkością o wartości 90km/h.

47. ZADANIE 2 • Prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu wynosi 330 m/s. W jakiej odległości uderzył piorun, jeżeli odgłos dotarł do nas po 3 sekundach od chwili obserwacji błyskawicy? • Dane: Szukane: Wzór: • V=330m/s s=? s = V*t – ruch t= 3s s=330m/s*3s jednostajny • s= 990 m • s= 0,99km • Odp.: Dźwięk przebył w tym czasie 990m, czyli 0,99 km.

48. ZADANIE 3 • Oblicz odległość Słońca od Ziemi, wiedząc, że światło dociera do Ziemi po 8 minutach i 20 sekundach i biegnie z szybkością 300000km/ s. • Dane: Szukane: Wzór: • t= 8 min 20s= s=? s=V*t – ruch • = 480s+20s=500s jednostajny • V= 300000km/s = • = 300000000m/s

49. ZADANIE 3 • Rozwiązanie: • s= 300000000m/s * 500s • s= 150000000000m • s= 150000000 km • s= 150 mln km • Odp.: Odległość Słońca od Ziemi wynosi ok. 150 mln km.

50. ZADANIE 4 • Łódź motorowa płynie pod prąd z prędkością o wartości 4 m/s, natomiast z prądem z prędkością o wartości 6 m/s. Oblicz wartość prędkości nurtu rzeki, jeżeli średnia wartość prędkości łodzi względem wody w obie strony była taka sama. Jaka była wartość prędkości łodzi? • V łpodprąd = 4m/s 4m/s = V łodzi * V rzeki • V ł z prądem = 6m/s 6m/s = V łódki + V rzeki • V łódki = 6m/s – Vrzeki