Wykresy ruchu: droga i prędkość od czasu
Fizyka
Zestaw pomaga zrozumieć, jak czytać i interpretować wykresy zależności drogi i prędkości od czasu w klasie 7. Uczeń nauczy się rozpoznawać ruch jednostajny, przyspieszony i opóźniony oraz odczytywać z wykresów drogę, czas i wartość prędkości.
1.Wykres zależności drogi od czasu
To wykres pokazujący, jak zmienia się droga przebyta przez ciało w kolejnych chwilach czasu. Na osi poziomej zaznacza się czas, a na osi pionowej drogę. Dzięki temu można zobaczyć, czy ciało stoi, porusza się wolno czy szybko.
2.Wykres zależności prędkości od czasu
To wykres pokazujący, jak zmienia się wartość prędkości w czasie. Na osi poziomej jest czas, a na osi pionowej prędkość. Z takiego wykresu można odczytać, czy ciało jedzie ze stałą prędkością, przyspiesza czy zwalnia.
3.Ruch jednostajny
To ruch, w którym w równych odstępach czasu ciało pokonuje równe drogi. Prędkość ma stałą wartość. Na wykresie widać linię prostą rosnącą, a na wykresie linię poziomą.
4.Ruch jednostajnie przyspieszony
To ruch, w którym wartość prędkości rośnie w jednakowy sposób w kolejnych odcinkach czasu. Na wykresie prędkość rośnie, a na wykresie droga przyrasta coraz szybciej.
5.Ruch jednostajnie opóźniony
To ruch, w którym wartość prędkości maleje w czasie w jednakowy sposób. Na wykresie linia opada, a na wykresie droga nadal rośnie, ale coraz wolniej.
6.Spoczynek na wykresie
Jeśli ciało się nie porusza, jego droga się nie zmienia. Na wykresie widać wtedy linię poziomą. Na wykresie prędkość wynosi .
7.Nachylenie wykresu
Im bardziej stromo rośnie wykres drogi od czasu, tym większa jest prędkość ruchu. Małe nachylenie oznacza wolniejszy ruch, a duże nachylenie szybszy ruch.
8.Linia pozioma na wykresie
Pozioma linia na wykresie prędkości od czasu oznacza, że prędkość się nie zmienia. Ciało porusza się wtedy ruchem jednostajnym.
9.Linia rosnąca na wykresie
Jeśli wykres prędkości od czasu rośnie, to znaczy, że prędkość zwiększa się z czasem. Ciało przyspiesza.
10.Linia malejąca na wykresie
Jeśli wykres prędkości od czasu opada, to znaczy, że prędkość z czasem maleje. Ciało zwalnia, czyli porusza się ruchem opóźnionym.
11.Droga
Droga to długość toru przebytego przez ciało. Jej jednostką w układzie SI jest metr, czyli . Na wykresie drogi od czasu pokazuje, jak daleko ciało dotarło.
12.Prędkość
Prędkość mówi, jak szybko porusza się ciało. W szkole podstawowej najczęściej korzysta się z jednostek i . Na wykresie odczytujemy jej wartość w danej chwili.
13.Czas
Czas mówi, jak długo trwa ruch. Na wykresach ruchu zaznacza się go zwykle na osi poziomej. Jednostką SI jest sekunda, czyli .
14.Odczyt punktu z wykresu
Aby odczytać punkt z wykresu, trzeba sprawdzić jego położenie względem osi czasu i osi drogi albo prędkości. Punkt mówi, jaka była droga lub prędkość w danej chwili.
Notatka
Po co rysujemy wykresy ruchu?
W fizyce często opisujemy ruch za pomocą wykresów. Dzięki nim łatwo zobaczyć, jak w czasie zmienia się droga albo prędkość ciała. Zamiast czytać długi opis, można spojrzeć na rysunek i szybko zauważyć, czy ciało stoi, jedzie jednostajnie, przyspiesza czy zwalnia.
Najczęściej w klasie 7 spotykamy dwa wykresy: zależność drogi od czasu i zależność prędkości od czasu. W obu przypadkach na osi poziomej zaznacza się czas, a na osi pionowej inną wielkość: drogę albo prędkość.
Zapamiętaj
Na wykresach ruchu czas zazwyczaj jest na osi poziomej, a droga lub prędkość na osi pionowej.
Trzeba też pamiętać o jednostkach. Droga może być podana w metrach albo kilometrach, czas w sekundach, minutach lub godzinach, a prędkość na przykład w albo . Odczyt bez jednostki jest niepełny.
Wykres drogi od czasu
Wykres drogi od czasu pokazuje, jak daleko ciało dotarło po upływie określonego czasu. Każdy punkt wykresu mówi, jaka była droga w danej chwili.
Jeśli wykres jest linią poziomą, to droga się nie zmienia. Oznacza to spoczynek. Ciało stoi i nie pokonuje kolejnych metrów.
Jeśli wykres jest linią prostą rosnącą, to w równych odstępach czasu ciało pokonuje równe drogi. Taki ruch to ruch jednostajny. Im bardziej stroma jest ta linia, tym większa jest prędkość.
Jeżeli wykres drogi rośnie coraz szybciej, to ciało zwiększa swoją prędkość. Gdy wykres nadal rośnie, ale coraz mniej stromo, ciało zwalnia. Sama droga zwykle nie maleje, bo pokazuje całkowitą długość przebytej trasy.
Ważne
Nie myl drogi z położeniem. W klasie 7 na wykresie droga nie maleje, bo pokazuje przebyty odcinek, a nie kierunek ruchu.
Wykres prędkości od czasu
Wykres prędkości od czasu pokazuje, jak zmienia się wartość prędkości w kolejnych chwilach. Każdy punkt mówi, z jaką prędkością poruszało się ciało w danym momencie.
Gdy wykres jest linią poziomą, prędkość ma stałą wartość. To oznacza ruch jednostajny. Jeśli taka linia leży na poziomie , ciało pozostaje w spoczynku.
Gdy wykres rośnie, ciało jedzie coraz szybciej. Mówimy wtedy o ruchu przyspieszonym. Gdy wykres maleje, prędkość się zmniejsza, czyli ciało porusza się ruchem opóźnionym.
Na takim wykresie łatwo porównać różne chwile ruchu. Jeśli po prędkość wynosi , a po wynosi , to znaczy, że między tymi chwilami ciało przyspieszało.
Przykład
Samochód jadący stale z prędkością ma na wykresie linię poziomą na wysokości .
Jak odczytywać dane z wykresu?
Aby poprawnie odczytać informację z wykresu, najpierw sprawdź, co oznaczają osie. Potem znajdź interesującą cię chwilę na osi czasu i odczytaj odpowiadającą jej wartość na osi pionowej.
Na wykresie odczytujesz, jaką drogę ciało przebyło po danym czasie. Na wykresie odczytujesz, jaką miało prędkość w danej chwili.
Warto zwracać uwagę na skalę osi. Czasem jedna kratka oznacza , a innym razem . Tak samo na osi pionowej jedna kratka może oznaczać , albo inną wartość. Błędny odczyt skali to jedna z najczęstszych pomyłek.
Można też porównywać dwa wykresy. Jeśli na wykresie drogi jedna linia jest bardziej stroma od drugiej, to opisuje szybszy ruch. Jeśli na wykresie prędkości jedna linia leży wyżej, to również oznacza większą prędkość.
Ruch jednostajny, przyspieszony i opóźniony
W ruchu jednostajnym ciało w równych odstępach czasu pokonuje równe drogi. Na wykresie daje to prostą rosnącą, a na wykresie prostą poziomą.
W ruchu przyspieszonym prędkość rośnie. Oznacza to, że w kolejnych sekundach ciało pokonuje coraz większe odcinki drogi. Na wykresie widać wzrost wartości prędkości.
W ruchu opóźnionym prędkość maleje. Ciało nadal może się poruszać, ale z każdą chwilą wolniej. Na wykresie linia opada.
Rozpoznawanie rodzaju ruchu polega więc na analizie wykresu i odpowiedzi na pytanie: czy droga rośnie równomiernie, czy prędkość jest stała, rośnie czy maleje? To ważniejsze niż samo zapamiętanie nazw.
Zadania i typowe błędy
W prostych zadaniach można obliczyć średnią prędkość, gdy znamy drogę i czas. Korzystamy wtedy ze wzoru . Jeśli ciało przebyło w czasie , to jego średnia prędkość wynosi .
Częsty błąd to mylenie wykresu drogi z wykresem prędkości. Linia pozioma na wykresie oznacza spoczynek, ale linia pozioma na wykresie oznacza ruch ze stałą prędkością. To nie jest to samo.
Drugi częsty błąd to nieuwzględnianie jednostek. Sam wynik liczbowy nie wystarcza. Trzeba napisać, czy chodzi o , , czy .
Dobrze jest też sprawdzać, czy odpowiedź ma sens. Jeśli wykres drogi pokazuje, że w krótkim czasie ciało przebyło duży odcinek, to prędkość powinna być duża. Taka kontrola pomaga uniknąć prostych pomyłek.
Quizy w tym zestawie
16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu