§ 21. Швидкість руху. Види рухів. Рекорди швидкості в природі й техніці
Поміркуйте
Чим відрізняються рухи літака під час його розгону на злітній смузі та під час виконання ним різних маневрів у повітрі?
Пригадайте
Швидкість. Види рухів. Рівномірний і нерівномірний рухи
Коли ми описуємо рух будь-якого тіла, то говоримо, як швидко та якою траєкторією це тіло рухається. Саме за цими ознаками ми будемо відрізняти види руху: рівномірний рух від нерівномірного, прямолінійний рух від криволінійного.
Швидкість — це фізична величина, що дорівнює відношенню відстані, яку подолало тіло, до часу руху:
[latex]швидкість=\frac{відстань\enspace (або\enspace шлях)}{час\enspace руху}.[/latex]
Дуже важливо, що швидкість має як числове значення, так і напрямок.
Перегляньте відео та дізнайтеся, що швидкість притаманна усім тілам, які рухаються.
Коли водій або водійка за кермом автомобіля підтримує постійну швидкість руху, ми кажемо, що машина рухається рівномірно.
Зовсім інша ситуація, коли ми спостерігаємо, наприклад, за м’ячем, який тенісист підкинув угору.
За допомогою спеціальної фотозйомки на одному кадрі можна вмістити декілька зображень, зроблених через однакові проміжки часу.
Це дуже зручно для спостереження за рухом тіл. Такі фотографії називають стробоскопічними, а метод дослідження — стробоскопічним.
На фотографії добре видно, що відстань між зображеннями м’яча різна. Отже, швидкість м’яча змінювалася, тобто він рухався нерівномірно.
Завдання 1
Види рухів. Прямолінійний і криволінійний рухи
Якщо рівномірний рух від нерівномірного ми будемо відрізняти за зміною швидкості, то прямолінійний рух від криволінійного — за формою траєкторії. У самих назвах цих видів рухів містяться ознаки, що їх відрізняють.
Завдання 2
Рекорди швидкості в природі
У природі постійно відбуваються «змагання» на спритність, силу та швидкість. Завдяки активному способу життя, тварини знаходять їжу, рятуються від ворогів, розселяються на планеті, а також удосконалюють свою нервову систему й органи чуття.
Усім тваринам притаманний рух, але є й справжні «олімпійці». На звороті карток ви можете прочитати про тварин — чемпіонів світу природи зі швидкості.
У повітрі найшвидший — птах сапсан, який летить із рекордною швидкістю 320 км/год!
У воді попереду всіх — риба вітрильник, яка розганяється до 120 км/год.
На суходолі перше місце посідає хижа кішка гепард, яка під час полювання досягає швидкості 120 км/год.
Перегляньте відео про найшвидшу тварину на Землі. Які особливості організму допомагають сапсану під час полювання?
Інші тварини не такі швидкі, але їм є чим нас здивувати. Так, сірі вовки в гонитві за здобиччю можуть бігти зі швидкістю до 60 км/год. Найбільші наземні хижаки — полярні ведмеді — розганяються до 40 км/год. Страус завдяки довгим ногам мчить зі швидкістю до 70 км/год. Навіть довга шия жирафа не заважає йому бігти галопом понад 50 км/год.
Розгляньте тварин, які рухаються надзвичайно повільно. Поміркуйте, як вони виживають у природі, адже вони не можуть втекти від хижаків.
Перегляньте відео про дивовижних істот — ведмедів коал, які ведуть малорухомий спосіб життя і рухаються дуже повільно.
Завдання 3
Рекорди швидкості в техніці
Людина створила транспортні засоби, швидкість руху яких вражає. Сучасні літаки, автомобілі й потяги можуть рухатися з дуже великими швидкостями.
На звороті карток ви можете прочитати про чемпіонів світу техніки зі швидкості.
Найвищої швидкості у світі на наземному транспортному засобі — реактивному автомобілі Thrust SSC — досягнув англієць Енді Грін 1997 року.
Рекорд становить 1230 км/год.
Найшвидший літак у світі — це американський Boeing X-43.
Його рекорд — 11 230 км/год. Це безпілотний літак, що рухається в автоматичному режимі.
Цей експериментальний літак, оснащений ракетними двигунами, також створений у США.
Він може розганятися до фантастичних 7 300 км/год.
Потяг L0 Series на трасі JR-Maglev MLX01-1 розвинув швидкість 603 км/год. Слово «маглев» у назві траси свідчить, що це незвичайний потяг — у нього немає коліс і він утримується над залізничним полотном силою магнітного поля й не торкається рейок під час руху.
Але справжнім рекордсменом серед створених людиною рухомих об’єктів є космічний апарат New Horizons — американська автоматична міжпланетна станція, яку запущено 2006 року для дослідження віддалених частин Сонячної системи.
Коли станція покидала околиці Землі, її швидкість досягла 16 км/с — найбільша, яку було досягнуто транспортним засобом за рахунок роботи двигунів.
Завдання 4
Порівняйте швидкості руху транспортних засобів, про які йшлося в параграфі. Обчисліть, у скільки разів найвища швидкість більша за найнижчу.
Підсумуємо
Завдання 5
Завдання 6
Ключова ідея
Швидкість — це фізична величина, що дорівнює відношенню відстані, яку подолало тіло, до часу руху. Швидкість має числове значення та напрямок.
Рухи поділяють на рівномірний (швидкість руху тіла не змінюється) і нерівномірний (швидкість руху тіла змінюється); на прямолінійний (траєкторія — пряма) і криволінійний (траєкторія — крива). У живій природі та техніці є справжні рекордсмени зі швидкості руху.
Запитання для повторення й засвоєння
1. Як обчислити швидкість руху тіла?
2. За якими ознаками розрізняють види руху?
3. Чим рівномірний рух відрізняється від нерівномірного?
4. Чому прямолінійний та криволінійний рухи мають такі назви?
5*. Хто швидше рухається: легкоатлет, який пробігає 100-метрівку за 10 секунд, чи автомобіль, що долає 10 км за 10 хвилин?