Бұл тақырып тек жоғары сынып оқушыларына ғана емес, тіпті ересектерге де пайдалы болады. Сонымен қатар, мақала балаларына жаратылыстану ғылымынан қарапайым нәрселерді түсіндіргісі келетін ата-аналарды қызықтырады. Өте маңызды тақырыптардың бірі - физикадағы жылдамдық.
Көбінесе студенттер есептерді шешу жолын, жылдамдықтың қолжетімді түрлерін ажырата алмайды және ғылыми анықтамаларды түсіну одан да қиын. Мұнда бәрі түсінікті ғана емес, тіпті қызықты болуы үшін бәрін қол жетімді тілде қарастырамыз. Бірақ әлі де кейбір нәрселерді есте сақтау керек, өйткені техникалық ғылымдар (физика және математика) формулаларды, өлшем бірліктерін және, әрине, әрбір формуладағы таңбалардың мағыналарын есте сақтауды қажет етеді.
Ол қай жерде кездеседі?
Алдымен, бұл тақырып физиканың механика, «Кинематика» бөлімі сияқты физика бөліміне қатысты екенін еске түсірейік. Сонымен қатар, жылдамдықты зерттеу осымен аяқталмайды, ол келесі бөлімдерде болады:
- оптика,
- тербелістер мен толқындар,
- термодинамика,
- кванттық физика және т.б.
Сонымен қатар жылдамдық ұғымы химия, биология, география, информатика пәндерінде кездеседі. Физикада «жылдамдық» тақырыбы жиі кездеседі және зерттеледітерең.
Сонымен қатар, бұл сөзді күнделікті өмірде бәріміз, әсіресе автокөлік жүргізушілері, көлік жүргізушілері қолданады. Тіпті тәжірибелі аспаздар кейде «жұмыртқаның ағын миксермен орташа жылдамдықта шайқаңыз» деген тіркесті қолданады.
Жылдамдық дегеніміз не?
Физикадағы жылдамдық - кинематикалық шама. Бұл дененің белгілі бір уақыт аралығында жүріп өткен жолын білдіреді. Жас жігіт үйден дүкенге бір минутта екі жүз метр жолды жүріп өтті делік. Керісінше, қарт әжесі сол жолды шағын адыммен алты минутта өтеді. Яғни, жігіт қарт туысқанынан әлдеқайда жылдам қозғалады, өйткені ол жылдамдықты әлдеқайда дамытады, өте жылдам ұзақ қадамдар жасайды.
Көлік туралы да солай айту керек: бір көлік жылдам, екіншісі баяу жүреді, өйткені жылдамдықтар әртүрлі. Кейінірек біз осы тұжырымдамаға қатысты көптеген мысалдарды қарастырамыз.
Формула
Мектептегі сабақта есептерді шығаруға ыңғайлы болу үшін физикадағы жылдамдық формуласы міндетті түрде қарастырылады.
- V – сәйкесінше қозғалыс жылдамдығы;
- S – кеңістіктегі бір нүктеден екінші нүктеге ауысқан кезде дененің өтетін қашықтығы;
- t – саяхат уақыты.
Формуланы есте сақтау керек, өйткені ол болашақта тек қана емес, көптеген мәселелерді шешуде пайдалы болады. Мысалы, сіз қалай деп таң қалуыңыз мүмкінүйден жұмысқа немесе оқу орнына дейінгі жылдамдық. Бірақ сіз смартфондағы немесе компьютердегі картаны пайдаланып немесе қағаз нұсқасын пайдаланып, масштабты біліп, қасыңызда сызғышты ала отырып, қашықтықты алдын ала біле аласыз. Әрі қарай, сіз қозғалысты бастамас бұрын уақытты белгілейсіз. Баратын жеріңізге жеткенде, оның тоқтаусыз қанша минут немесе сағат өткенін көріңіз.
Ол немен өлшенеді?
Жылдамдық көбінесе SI бірліктерімен өлшенеді. Төменде бірліктер ғана емес, сонымен қатар олардың қолданылатын жерлерінің мысалдары берілген:
- км/сағ (километр/сағ) - тасымалдау;
- м/с (секундына метр) - жел;
- км/с (километр/сек) – ғарыштық объектілер, зымырандар;
- мм/сағ (миллиметр/сағат) - сұйықтықтар.
Алдымен бөлшек жолағы қайдан шыққанын және өлшем бірлігі неге дәл солай екенін анықтап алайық. Жылдамдықтың физика формуласына назар аударыңыз. Сіз не көріп тұрсыз? Алым – S (қашықтық, жол). Қашықтық қалай өлшенеді? Километрмен, метрмен, миллиметрмен. Бөлгіште сәйкесінше t (уақыт) – сағат, минут, секунд. Демек, шаманың өлшем бірліктері осы бөлімнің басында берілгенмен бірдей.
Сізбен физикадағы жылдамдық формуласын зерттеуді былайша біріктірейік: дене белгілі бір уақыт аралығында қандай қашықтықты еңсереді? Мысалы, адам 1 сағатта 5 шақырым жол жүреді. Барлығы: адамның жылдамдығы 5 км/сағ.
Бұл неге байланысты?
Мұғалімдер оқушыларға «Жылдамдық немен байланысты?» деген сұрақты жиі қояды. Оқушылар жиі адасып, не айтарын білмей қалады. Шын мәнінде, бәрі өте жақсыжай. Қалқымалы анықтама үшін формуланы қараңыз. Физикадағы дененің жылдамдығы қозғалыс уақытына және қашықтыққа байланысты. Егер осы параметрлердің кем дегенде біреуі белгісіз болса, мәселені шешу мүмкін болмайды. Бұған қоса, жылдамдықтың басқа түрлерін осы мақаланың келесі бөлімдерінде талқыланатын мысалдан табуға болады.
Кинематикадағы көптеген тапсырмаларда тәуелділік графиктерін құру керек, мұнда X осі уақыт, ал Y осі қашықтық, жол. Мұндай суреттерден қозғалыс жылдамдығының сипатын оңай бағалауға болады. Айта кету керек, көлікке байланысты көптеген кәсіптерде электр машиналары графиканы жиі пайдаланады. Мысалы, темір жолда.
Жылдамдықты қажетті сәтте өлшеу
Орта сынып оқушыларын қорқытатын тағы бір тақырып бар – лездік жылдамдық. Физикада бұл ұғым бір лездік уақыт кезеңіндегі жылдамдық шамасының анықтамасы ретінде кездеседі.
Қарапайым мысалды қарастырайық: машинист пойызды жүргізіп келеді, оның көмекшісі анда-санда жылдамдықты бақылап отырады. Қашықтықта жылдамдықты шектеу белгісі бар. Пойыздың дәл қазір қаншалықты жылдам қозғалатынын тексеру керек. Жүргізушінің көмекшісі сағат 16:00 жылдамдықтың 117 км/сағ екенін хабарлайды. Бұл дәл сағат 16.00-де тіркелген лездік жылдамдық. Үш минуттан кейін жылдамдық 98 км/сағ болды. Бұл сонымен қатар 16 сағат 03 минутқа қатысты лездік жылдамдық.
Қозғалыстың басталуы
Бастапқы жылдамдықсыз физика көліктің кез келген қозғалысын дерлік көрсетпейді.технология. Бұл параметр қандай? Бұл нысанның қозғала бастайтын жылдамдығы. Айталық, көлік 50 км/сағ жылдамдықпен бірден қозғала алмайды. Ол тездету керек. Жүргізуші педальды басқан кезде көлік бірқалыпты қозғала бастайды, мысалы, алдымен 5 км/сағ, содан кейін бірте-бірте 10 км/сағ, 20 км/сағ және т.б. (5 км/сағ - бастапқы жылдамдық).
Әрине, теннис добын ракеткамен соққанда жүгіруші-спортшылар сияқты күрт бастауға болады, бірақ бәрібір бастапқы жылдамдық бар. Біздің стандарттарымыз бойынша, бұл біздің Галактиканың жұлдыздарында, планеталарында және спутниктерінде ғана жоқ, өйткені біз қозғалыстың қашан және қалай басталғанын білмейміз. Өйткені, ғарыштық нысандар өлгенше тоқтай алмайды, олар үнемі қозғалыста болады.
Жұп жылдамдық
Физикадағы жылдамдық - бұл жеке құбылыстар мен сипаттамалардың жиынтығы. Сонымен қатар бірқалыпты және біркелкі емес қозғалыс, қисық және түзу сызықты қозғалыстар болады. Мысал келтірейік: адам А нүктесінен В нүктесіне дейінгі 100 метр қашықтықты еңсеріп, бірдей жылдамдықпен түзу жолмен жүреді.
Бір жағынан оны түзу сызықты және біркелкі жылдамдық деп атауға болады. Бірақ егер сіз адамға өте дәл жылдамдық пен маршрут сенсорларын қоссаңыз, әлі де айырмашылық бар екенін көре аласыз. Біркелкі емес жылдамдық - бұл жылдамдықтың тұрақты немесе тұрақты өзгеруі.
Күнделікті өмірде және технологияда
Физикадағы қозғалыс жылдамдығы барлық жерде бар. Тіпті микроорганизмдер де қозғаладыжәне өте баяу қарқынмен. Айналу бар екенін атап өткен жөн, ол да жылдамдықпен сипатталады, бірақ өлшем бірлігі бар - айн / мин (минутына айналымдар). Мысалы, кір жуғыш машинадағы барабанның айналу жылдамдығы. Бұл өлшем бірлігі механизмдер мен машиналар (қозғалтқыштар, қозғалтқыштар) бар жерде қолданылады.
География және химияда
Тіпті судың да қозғалыс жылдамдығы бар. Физика – табиғатта болып жатқан процестер саласындағы қосалқы ғылым. Мысалы, желдің жылдамдығы, теңіздегі толқындар - мұның бәрі әдеттегі физикалық параметрлермен, шамалармен өлшенеді.
Сіздердің көпшілігіңізге «химиялық реакция жылдамдығы» деген сөз белгілі. Тек химияда бұл басқа мағынаға ие, өйткені ол осы немесе басқа процестің қанша уақытқа созылатынын білдіреді. Мысалы, ыдысты шайқасаңыз, калий перманганаты суда тезірек ериді.
Көрінбейтін жылдамдық
Көзге көрінбейтін құбылыстар бар. Мысалы, біз жарық бөлшектерінің, әртүрлі сәулелердің қалай қозғалатынын, дыбыстың қалай таралатынын көре алмаймыз. Бірақ олардың бөлшектерінің қозғалысы болмаса, табиғатта бұл құбылыстардың ешқайсысы да болмас еді.
Информатика
Қазіргі кез келген дерлік адам компьютерде жұмыс істеу кезінде «жылдамдық» ұғымымен бетпе-бет келеді:
- Интернет жылдамдығы;
- бетті жүктеу жылдамдығы;
- CPU жүктеу жылдамдығы және т.б.
Физикада қозғалыс жылдамдығының көптеген мысалдары бар.
Мақаланы мұқият оқып шыққаннан кейін ұғыммен таныстыңызжылдамдық, оның не екенін табыңыз. Бұл материал сізге «Механика» бөлімін терең меңгеруге, оған қызығушылық танытуға және сабақтарда жауап беру кезінде қорқынышты жеңуге көмектессін. Өйткені, физикадағы жылдамдық есте сақтау оңай болатын қарапайым ұғым.
