62
2. KINEMATIKA Mgr. Monika Bouchalová Gymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o. 1 FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA

FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2. KINEMATIKA

Mgr. Monika BouchalováGymnázium, Havířov-Město, Komenského 2, p.o.

1

FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA

Page 2: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.1. základní pojmy

2.2. rychlost HB

2.3. rovnoměrný pohyb

2.4. rovnoměrně zrychlený přímočarý pohyb

2.5. dráha rovnoměrně zrychleného pohybu

2.6. volný pád

2.7. skládání pohybů a rychlostí

2.8. pohyb po kružnici

2.9. zrychlení při rovnoměrném a nerovnoměrném pohybu

2. KINEMATIKA

Page 3: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.1. ZÁKLADNÍ POJMY

Kinematikapopisuje pohyby těles, nezkoumá příčiny pohybu

Hmotný bod• model tělesa u něhož bereme v úvahu hmotnost• zanedbáváme jeho tvar a rozměry

(Př. družice, planety, kámen, střela, auto,…)

Klid i pohyb těles jsou vždy relativní.Těleso je v klidu,

nemění-li se jeho poloha vzhledem k tzv. vztažnému tělesu.Těleso je v pohybu,

mění-li se jeho poloha vzhledem k tzv. vztažnému tělesu.

Na vztažném tělese určíme vztažný bod a soustavu souřadnic.Zvolíme okamžik, v němž začneme měřit čas.

Page 4: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.1. ZÁKLADNÍ POJMY

Příklady vztažných soustav

Vztažná soustavaje určena vztažným tělesem, soustavou souřadnic a měřením času.

Padající kámen Kulečníková koule Fotbalový míč

y x

z

0 m

[5 m]5 m

y

[100 cm, 52 cm]52 cm

100 cm0 cm

y

x

[20 m, 30 m, 10 m]

10 m

30 m

20 m0 m

Page 5: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.1. ZÁKLADNÍ POJMY

Poloha HBje určena souřadnicemi x,y,z v soustavě souřadnic Oxyz.Polohový vektor

velikost směr222 zyxr r

,,

Trajektorie je množina bodů, jimiž HB během svého pohybu prochází.Tvar trajektorie závisí na volbě vztažné soustavy.Př. Ventilek na kole.

VS kolo – kružnice. VS Země – cykloida.Rozdělení pohybů podle tvaru trajektorie:

• přímočaré – trajektorií je přímka nebo úsečka• křivočaré – trajektorií je libovolná křivka

Dráha je délka trajektorie, kterou HB urazí během určitého času.[s] = m (je funkcí času)

r

Page 6: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.2. RYCHLOST HMOTNÉHO BODU

vyjadřuje změnu polohy HB v čase

Průměrná rychlost je skalární veličina,podíl celkové dráhy, kterou HB urazí za celkový čas.

Př.:Cyklista jede úsek cesty o délce 18 km rychlostí 90 km.h-1 a úsek cesty o délce 9 km rychlostí 30 km.h-1. Vypočtěte jeho průměrnou rychlost.

Průměrná rychlost se může měnit.

Převod 11- m.s

3,6

1

s 3600

m 1000km.h 1

t

sv

1 m.s-1 = 3,6 km.h-1

t

svp

21

21

tt

ssvp

21

2211

tt

tstvvp

2

2

1

1

21

v

s

v

s

ssvp

Page 7: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.2. RYCHLOST HMOTNÉHO BODU

Okamžitá rychlost – je vektorová veličina,vyjadřuje změnu polohy HB v čase

Změna polohového vektoru r avektor rychlosti v mají stejný směr.

velikostje definovaná jako průměrná rychlost ve velmi malém časovém intervaluna velmi malém úseku trajektorie (def. pomocí změny polohového vektoru)

směr tečny k trajektorii HB v daném bodě

Ar

Br

r

B

A

x

y

AB rrr

t

rv

Av

Bv

A

B

0 t 01

01

tt

ss

t

sv

Page 8: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.2. RYCHLOST HMOTNÉHO BODU

Rozdělení pohybů podle rychlosti:

rovnoměrný pohyb rychlost je konstantní

nerovnoměrný pohyb mění se velikost rychlosti

(při křivočarém pohybu se mění i směr)

.konstv

.konstv

Page 9: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.3. ROVNOMĚRNÝ POHYB

Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý.

Trajektoriíje část přímky.

Velikost okamžité rychlosti je u tohoto pohybu rovna průměrné rychlosti:

Graf závislosti velikosti rychlosti na čase (polopřímka rovnoběžná s časovou osou).

Pro dráhu platí

0

0 tt

ss

t

svv p

).( 00 ttvss

1-m.s

v

s

t

tvs .

Page 10: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.3. ROVNOMĚRNÝ POHYB

Graf závislosti dráhy rovnoměrného pohybu na čase Př.: v = 5 ms-1

Grafem je polopřímka s krajním bodem v počátku souřadnic

Page 11: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.3. ROVNOMĚRNÝ POHYB

Graf závislosti dráhy rovnoměrného pohybu na čase Př.: v = 5 ms-1

Page 12: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.3. ROVNOMĚRNÝ POHYB

Graf závislosti dráhy rovnoměrného pohybu na čase Př.: v = 5 ms-1

Page 13: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.4. ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB

0 vv

0vv

Při rovnoměrně zpomaleném pohybu se rychlost zmenšuje.

Při rovnoměrně zrychleném pohybu se rychlost zvětšuje.

A B

0v

v

v

0vvv

A B

0v

v

v

Přímočarý pohyb.

Page 14: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Při rovnoměrném zrychleném pohybu se mění se rychlost HB s časem.Zrychleníje fyzikální veličina, která charakterizuje změnu rychlosti HB v čase

2.4. ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB

0

0

tt

vv

t

va

)( 00 ttavv A

B

v

0v

v

0v

0vvv

0ttt

0 , kde

t

t

va

21

..

sm

s

sm

t

va

velikost okamžitého zrychlení jednotka

Křivočarý pohyb.

Page 15: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.4. ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÝ POHYB

12 vv

12 vv

A B

0v

v

v

0vvv

A B

0v

v

v

U rovnoměrně zpomaleného přímočarého pohybumá zrychlení opačný směr než okamžitá rychlost.

Velikost zrychlení je konstantní.

U rovnoměrně zrychleného přímočarého pohybumá zrychlení stejný směr jako okamžitá rychlost.

a

a

a

a

.konsta

Page 16: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Sestrojte:Graf závislosti velikosti zrychlení rovnoměrně zrychleného pohybu na čase od nulté do třetí sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 4 m.s-2.

tav

a/ms-2

t/s0 1 2 3

4

a = 4 m.s-2

Obsah plochy pod křivkou = rychlosti.

t

va

Příklad:

Page 17: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

1. Sestrojte: Graf závislosti velikosti rychlosti rovnoměrně zrychleného pohybu na čase

od nulté do třetí sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 4 m.s-2

a počáteční rychlost je nulová.

t / s v / m.s-1

0123

a = 4 m.s-2

v0 = 0 m.s-1

tav

t / s v / m.s-1

0 01 42 83 12

0

4

8

12

16

0 1 2 3

v/ms-1

t/s

tv 4

34

24

14

04

v

v

v

v

Page 18: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

tv 42

t / s v / m.s-1

0123

tavv 0

0

4

8

12

16

0 1 2 3

0

4

8

12

16

0 1 2 3

v/ms-1

t/s

t / s v / m.s-1

0 21 6

2 103 14

2. Sestrojte: Graf závislosti velikosti rychlosti rovnoměrně zrychleného pohybu na čase

od nulté do třetí sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 4 m.s-2

a počáteční rychlost 2 m.s-1.

a = 4 m.s-2

v0 = 2 m.s-1

Page 19: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

14 tv

t / s v / m.s-1

0123

)( 0ttav

0

4

8

12

16

0 1 2 3

0

4

8

12

16

0 1 2 3

0

4

8

12

16

0 1 2 3

v/ms-1

t/s

t / s v / m.s-1

0 01 0

2 43 8

3. Sestrojte: Graf závislosti velikosti rychlosti rovnoměrně zrychleného pohybu na čase

od nulté do třetí sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 4 m.s-2,počáteční rychlost nulová, počátek pohybu v čase 1 s.

a = 4 m.s-2

t0 = 1 s v0 = 0 m.s-1

Page 20: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

t / s v / m.s-1

012345

Rovnoměrně zpomalený přímočarý pohyb(rychlost lineárně klesá v čase). Graf závislosti velikosti rychlosti rovnoměrně zpomaleného pohybu na čase:

Př.: a = 2 ms-2

v0 = 10 m.s-1

v/ms-1

t/s

tavv 0

Btav 00 a

vtB

0

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5

t / s v / m.s-1

0 101 82 63 44 25 0

sstB 52

10

tv 210

tB - brzdná doba

tavv 0

a

Page 21: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

1. Čím se zabývá kinematika?2. Co je to hmotný bod? 3. Čím je určena vztažná soustava?4. Čím je určena poloha hmotného bodu?5. Kdy se těleso pohybuje?6. Kdy je těleso v klidu?7. Co je to trajektorie?8. Co je to dráha?9. Jak rozdělujeme pohyby podle rychlosti?10. Jak rozdělujeme pohyby podle tvaru trajektorie?11. Co je to rychlost? Jednotka?12. Co je to průměrná rychlost?13. Co je zrychlení? Jednotka?14. Jaký je směr vektoru rychlosti v porovnání s vektorem zrychlení

rovnoměrně zrychleného pohybu?15. Jaký je směr vektoru rychlosti v porovnání s vektorem zrychlení

rovnoměrně zpomaleného pohybu?

KINEMATIKA – otázky 1

Page 22: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.5. DRÁHA ROVNOMĚRNĚ ZRYCHLENÉHO POHYBU

Dráha RZP s nulovou počáteční rychlostí je přímo úměrná druhé mocnině času.

1-m.s

v

s

t0

2

atvp

atv

t2

2

1ats

tvs p .

Průměrná rychlost:

vvvp 02

1

02

10 vvvp

tavp .2

1

2

2

1 ats

Dráha RZP je rovna obsahu plochy pod křivkou.

Page 23: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

t / s s / m

012345

Sestrojte:Graf závislosti dráhy RZrP na čase od nulté do páté sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 4 ms-2.

Příklad:

Grafem je část paraboly.

2

2

1ats

a = 4 m.s-2

24

2

1ts 2

2 ts

t / s s / m

0 01 22 83 184 325 50

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5

s/m

t/s

Page 24: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Graf závislosti velikosti rychlosti na čase s v0 ≠ 0 m.s-1

Příklad:

0v

1-m.s

v

s

t

2

2

1 at

atv 0

t

tv0

0

2

02

1attvs

Dráha RZrP se zrychlením aa s počáteční rychlostí v0 .

představuje dráhu, kterou by HB urazil rovnoměrným pohybem rychlostí v0, pokud by nezačal zrychlovat

představuje dráhu, ujetou navíc v důsledku zrychlování

2

2

1at

tv0

2

002

1attvss OBECNĚ

s0 – počáteční vzdálenost HB od zvoleného místa na trajektorii.

Page 25: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Sestrojte:Graf závislosti dráhy RZrP na čase od nulté do páté sekundy pohybu, je-li velikost zrychlení 2 ms-2 a počáteční rychlost 4 m.s-1.

Příklad:

Grafem je část paraboly.

24 tts

2

02

1attvs

Př.: a = 2 m.s-2

v0 = 4 m.s-1

t / s s / m

012345

t / s s / m

0 01 52 123 214 325 45

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5

s/m

t/s

Page 26: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

t / s s / m sc / m

012345

Graf závislosti dráhy rovnoměrně zpomaleného pohybu na čase

Příklad:

dráha RZP s počáteční rychlostí v0.

dráha RZP s počáteční dráhou s0

a s počáteční rychlostí v0

2

02

1attvs 2

02

1attvs a

2

002

1attvssc

Př.: a = 2 m.s-2

a) v0 = 10 m.s-1

b) s0 = 5 m

22

2

110 tts

2105 tts

210 tts

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5

s/m

t/s

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5

s/m

t/s

t / s s / m sc / m

0 01 92 163 214 245 25

t / s s / m sc / m

0 0 51 9 142 16 213 21 264 24 295 25 30

Page 27: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.45

v

tt

va

2

1 3 sma 2

2 0 sma2

3 1 sma

Page 28: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

Jaký pohyb těleso koná v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zrychlený 0s – 10s2. Rovnoměrně zrychlený 10s – 20s3. Rovnoměrný 20s – 30s4. Rovnoměrně zpomalený 30s – 40s

1

2

3

4

Page 29: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

Jaké je zrychlení v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zrychlený2. Rovnoměrně zrychlený3. Rovnoměrný4. Rovnoměrně zpomalený

1

2

3

4

∆𝑣

∆𝑡

𝑎 =∆𝑣

∆𝑡

1. a = 0,4 ms-2

2. a = 0,8 ms-2

3. a = 0 ms-2

4. a = -1,2 ms-2

Page 30: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

Jaký pohyb těleso koná v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zrychlený 0s – 15s2. Rovnoměrný 15s – 20s3. Rovnoměrně zrychlený 20s – 25s4. Rovnoměrný 25s – 30s5. Rovnoměrně zpomalený 30s – 40s

1

2

3

5

4

PŘ. 1

Jaká je počáteční rychlost tělesa?

v0 = 2 ms-1

Page 31: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

Jaké je zrychlení v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zrychlený2. Rovnoměrný 3. Rovnoměrně zrychlený4. Rovnoměrný5. Rovnoměrně zpomalený

1

2

3

5

4

1. a = 0,2 ms-2

2. a = 0 ms-2

3. a = 1,4 ms-2

4. a = 0 ms-2

5. a = -1,2 ms-2

PŘ. 1

Page 32: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

1

2

3

5

4

t/s s/m05

101520

Nakreslete graf závislosti dráhy na čase od nulté do 20. sekundy (s krokem 5 sekund).

PŘ. 1

Page 33: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

1

2

3

5

4

t/s s/m05

101520

𝑠 = 𝑣0𝑡 +1

2𝑎𝑡2

od 0 s do 15 szrychlený pohyb

𝑠 = 2 𝑡 +1

20,2 𝑡2

PŘ. 1

𝑠 = 2 𝑡 + 0,1 𝑡2

Page 34: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

2

4

6

8

10

12

14

0 5 10 15 20 25 30 35 40

v/m.s-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

1

2

3

5

4

t/s s/m0 05 12,5

10 3015 52,520

𝑠 = 𝑠0 + 𝑣 𝑡 − 𝑡0od 15 s do 20 srovnoměrný pohyb

𝑠 = 52,5 + 5 𝑡 − 15

s0

PŘ. 1

Page 35: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

25

50

75

100

0 5 10 15 20

s/m

t/s

Graf závislosti dráhy na čase

t/s s/m0 05 12,5

10 3015 52,520 77,5

od 0 s do 15 s – zrychlený pohyb – grafem je ČÁST PARABOLY

od 15 s do 20 s - rovnoměrný pohyb - grafem je PŘÍMKA

PŘ. 1

Page 36: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

Jaký pohyb těleso koná v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zpomalený2. Rovnoměrný 3. Rovnoměrně zrychlený4. Rovnoměrný5. Rovnoměrně zpomalený

PŘ. 2

Jaké je zrychlení?

Page 37: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

Jaký pohyb těleso koná v jednotlivých „úsecích“?1. Rovnoměrně zpomalený2. Rovnoměrný 3. Rovnoměrně zrychlený4. Rovnoměrný5. Rovnoměrně zpomalený

1. a = -2,5 ms-2

2. a = 0 ms-2

3. a = 7,5 ms-2

4. a = 0 ms-2

5. a = -6,25 ms-2

PŘ. 2

Page 38: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

Jaká je počáteční rychlost tělesa?

v0 = 20 ms-1

PŘ. 2

Page 39: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

Nakreslete graf závislosti dráhy na čase od nulté do 6. sekundy (s krokem 2 sekundy).

t/s s/m0246

PŘ. 2

Page 40: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

t/s s/m0246

𝑠 = 𝑣0𝑡 −1

2𝑎𝑡2

od 0 s do 4 szpomalený pohyb 𝑠 = 20 𝑡 −

1

22,5 𝑡2

PŘ. 2

𝑠 = 20 𝑡 − 1,25 𝑡2

Page 41: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16

v/ms-1

t/s

Graf závislosti rychlosti na čase

51

2

3

4

t/s s/m0 02 354 606

𝑠 = 𝑠0 + 𝑣 𝑡 − 𝑡0od 4 s do 6 srovnoměrný pohyb

𝑠 = 60 + 10 𝑡 − 4

PŘ. 2

Page 42: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

t/s s/m0 02 354 606 80

od 0 s do 4 s – zpomalený pohyb – grafem je ČÁST PARABOLY

od 4 s do 6 s - rovnoměrný pohyb - grafem je PŘÍMKA

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6

s/m

t/s

Graf závislosti dráhy na časePŘ. 2

Page 43: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Nakreslete grafy závislostí do čtvrté sekundy pohybu HB:1. velikosti rychlosti na čase rovnoměrného pohybu, je-li rychlost rovna

2 m.s-1.2. dráhy na čase rovnoměrného pohybu, je-li rychlost rovna 6 m.s-1

a)s nulovou počáteční dráhou, b)s0 = 6m, c) s0=6m, t0=2s3. zrychlení na čase rovnoměrně zrychleného pohybu, je-li zrychlení

rovno 8 m.s-2.4. velikosti rychlosti na čase rovnoměrně zrychleného pohybu, je-li

zrychlení rovno 8 m.s-2.5. dráhy na čase rovnoměrně zrychleného pohybu, je-li zrychlení rovno

4 m.s-2 .

Vypočítejte, za jak dlouho HB zastaví rovnoměrně zpomaleným pohybem a nakreslete graf závislosti velikosti rychlosti na čase do vypočítané brzdné doby, je-li počáteční rychlost 16 m.s-1 a zrychlení rovno 2 m.s-2

Nakreslete graf dráhy v závislosti na čase tohoto rovnoměrně zpomaleného pohybu.

KINEMATIKA

Page 44: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Napište vztahy pro výpočet:

1. rychlosti rovnoměrného pohybu HB2. dráhy rovnoměrného pohybu3. zrychlení4. změny rychlosti5. velikosti okamžité rychlosti RZrP s nulovou počáteční rychlostí6. velikosti okamžité rychlosti RZrP s počáteční nenulovou rychlostí7. dráhy RZrP s nulovou počáteční rychlostí8. dráhy RZrP s počáteční nenulovou rychlostí9. dráhy RZrP s počáteční dráhou a počáteční nenulovou rychlostí10. velikosti okamžité rychlosti RZpP11. dráhy RZrP12. doby, za kterou zastaví při RZpP13. brzdné dráhy

KINEMATIKA

Page 45: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.6. VOLNÝ PÁD

je pohyb tělesa volně padajícího ve vakuu v blízkosti povrchu Země.

Jde o rovnoměrně zrychlený pohyb s nulovou počáteční rychlostí s tzv. tíhovým zrychlením g, které směřuje vždy svisle dolů.

Mění se v závislosti na • zeměpisné šířce

• na rovníku - MIN 9,78 m.s-2

• v naší zeměpisné šířce 9,81 m.s-2

• na pólu - MAX 9,83 m.s-2

• nadmořské výšce (s↑ výškou klesá)

Dohodou byla zavedena konstantanormální tíhové zrychlení gn = 9,80665 m.s-2

Pro výpočty g = 10 m.s-2

Page 46: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.6. VOLNÝ PÁD

Pokus: Newtonova trubice • nevyčerpaný vzduch…• vyčerpaný vzduch…

(kulička i peříčko dopadnou stejně)

2

2

1gts

gtv

tgv

Rychlost volného pádu

Velikost rychlosti

Dráha

Trajektorií je část svislé přímky.

Page 47: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.7. SKLÁDÁNÍ POHYBŮ A RYCHLOSTÍ

V praxi často těleso vykonává několik pohybů současně.Např.

• pohybující se člověk v jedoucím vlaku• kámen vržený šikmo vzhůru• člun plující po hladině a současně unášený proudem řeky

Výsledná rychlost je dána vektorovým součtem: LP vvv

Lv

Pv

vvP – rychlost proudu vzhledem k břehům

vL – rychlost loďky vzhledem k vodě

v – výsledná rychlost loďky vzhledem k břehům

Page 48: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.7. SKLÁDÁNÍ POHYBŮ A RYCHLOSTÍ

LP vvv

Lv

Pv

a) loďka pluje po proudu (rychlosti mají stejný směr)

b) loďka pluje proti proudu (rychlosti - opačný směr)- výsledná rychlost má směr shodný s větší rychlostí

c) loďka pluje kolmo k proudu (rychlosti jsou k sobě kolmé)

222

LP vvv

LP vvv

LP vvv

v

22

LP vvv

Page 49: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.7. SKLÁDÁNÍ POHYBŮ A RYCHLOSTÍ

Při skládání rychlostí platí PRINCIP NEZÁVISLOSTI POHYBŮ:

Koná-li HB současně dva nebo více pohybů, je jeho výsledná poloha taková,

jako kdyby konal tyto pohyby po sobě, a to v libovolném pořadí.

Jestliže jsou oba pohyby rovnoměrně přímočaré, je i výsledný pohyb rovnoměrně přímočarý.

HB se pohybuje po přímce, směr je určen směrem výsledné rychlosti.

Př.: 2.26 – 2. 36

Page 50: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Příklad 2. 33.

Motorový člun se pohybuje vzhledem k vodě stálou rychlostí 13 m.s-1, rychlost vodního proudu v řece je 5 m.s-1. a) Pod jakým úhlem vzhledem k vodnímu proudu musí člun plout,

aby se stále pohyboval kolmo k břehům řeky?b) Jak velkou rychlostí se člun přibližuje k protějšímu břehu?

Lv

v

Pv ?

?

5

13

1

1

v

smv

smv

P

L

090

L

P

v

vsin

13

5sin

385,0sin

062,22

`03722

`037112

LP vvv

22

PL vvv

222

PL vvv

222

PL vvv

122 513 msv

112 msv

Page 51: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Příklad:

Motorový člun se pohybuje vzhledem k vodě stálou rychlostí 13 m.s-1 kolmo k proudu řeky, rychlost vodního proudu v řece je 5 m.s-1. a) Pod jakým úhlem vzhledem k vodnímu proudu člun pluje?b) Jak velkou rychlostí se člun pohybuje vzhledem ke břehu?

Lv

v

Pv ?

?

5

13

1

1

v

smv

smv

P

L

L

P

v

vtg

13

5tg

385,0tg

004,21

`0222

LP vvv

22

PL vvv

222

PL vvv

222

PL vvv

122 513 msv

114 msv

Page 52: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

je nejjednodušší křivočarý pohyb.

Např.

• kolo automobilu jedoucího konstantní rychlostí,

• hodinové ručičky,

• tělesa v klidu na povrchu Země atd.

Rovnoměrný pohyb po kružnici koná HB, když ve stejných časových intervalech opíše stejně veliké kruhové oblouky.

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

Page 53: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

0

trajektoriekružnice

O – vztažný bod střed – osa otáčení

průvodič HB spojnice středu s HB

délka průvodiče = poloměr kružnice

r

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

Page 54: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

směr rychlosti – tečna ke kružnici

velikost rychlosti – konstantní

úhlová dráha Δϕ

• středový úhel Δϕ

svírá průvodič s osou x

poměr délky oblouku kružnice a poloměru

0

r

s

(radián) rad

B

r

y

x

Bv

AAv

s

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

Page 55: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Perioda

T – doba jednoho oběhu

Frekvence

f – počet oběhů za jednotku času (sekundu)

HzsfT

f

sTf

T

11

1

t

nf

0

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

Page 56: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

úhlová rychlost

podíl úhlové dráhy, kterou průvodič opíše za dobu Δt a této doby

Je-li Δs = r pak Δϕ = 1 rad

Plný úhel:

Δs = 2πr pak Δϕ = 2π rad = 3600

t

-1-1 s.s rad 0

B

r

y

x

Bv

AAv

s

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

T

2

f 2

Page 57: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

Vztah mezi úhlovou rychlostí a rychlostí:

t

r

t

sv

Trfrv

22

.rv

2. 8. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI

Page 58: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

• Velikost rychlosti je konstantní, mění se směr.

0

B

r

y

x

Bv

A

Av

s

2.9. ZRYCHLENÍ PŘI ROVNOMĚRNÉM POHYBU PO KRUŽNICI

Av

Page 59: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

• Velikost rychlosti je konstantní, mění se směr.

pak (podobné Δ)

0

B

r

y

x

Bv

A

Av

s

2.9. ZRYCHLENÍ PŘI ROVNOMĚRNÉM POHYBU PO KRUŽNICI

v

Bv v v v A

vvvΔ AB

Av

0

Δt

v a

r

sv

v r

sv

v

tr

sa

1 v

Δt

Δs v r

va

2

t

s

r

va

Page 60: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.9. ZRYCHLENÍ PŘI ROVNOMĚRNÉM POHYBU PO KRUŽNICI

Dostředivé zrychlení:

• směr – do středu kružnice

• velikost – konstantní

A

Av

da

r0

ω.rv r

vad

2

rad

2

Page 61: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

2.10. ZRYCHLENÍ PŘI NEROVNOMĚRNÉM POHYBU PO KRUŽNICI

Směr i velikost rychlosti se mění.

normálové zrychlení

• vyjadřuje změnu směru rychlosti,

• směřuje do středu kružnice

• je totožné s dostředivým zrychlením

tečné zrychlení

• vyjadřuje změnu velikosti rychlosti

zpomalený pohyb

má opačný směr než okamžitá rychlost

zrychlený pohyb

má stejný směr jako okamžitá rychlost

A

ta

na0

a

ta

na

aaa nt

aaa nt

22

ta

ta

Page 62: FYZIKA PRO I. ROČNÍK GYMNÁZIA 2. KINEMATIKAboumon.wz.cz/VYUKA/1/2KINnet.pdfROVNOMĚRNÝ POHYB Nejjednodušším rovnoměrným pohybem je pohyb rovnoměrný přímočarý. Trajektorií

1. Jakým pohybem je volný pád?2. Jaký směr má tíhové zrychlení?3. Co je trajektorií volného pádu?4. Na čem závisí velikost tíhového zrychlení?5. Jaký vztah platí pro rychlost volného pádu?6. Jaký vztah platí pro dráhu volného pádu?7. Co je to princip nezávislosti pohybů?8. Jaký směr má rychlost HB při rovnoměrném pohybu po kružnici?9. Jaká je velikost rychlosti HB při rovnoměrném pohybu po kružnici?10. Co je to perioda? Jakou má jednotku?11. Co je to frekvence? Jakou má jednotku?12. Jaký vztah platí pro úhlovou dráhu? Vyjádřete vzorcem i slovně.13. Jaký vztah platí pro úhlovou rychlost? Vyjádřete vzorcem i slovně.14. Jaká je velikost dostředivého zrychlení HB při rovnoměrném pohybu po

kružnici?15. Jaký směr má dostředivé zrychlení HB při rovnoměrném pohybu po

kružnici?

2. KINEMATIKA