Рівномірний рух. Швидкість, одиниці швидкості.

Тема: Рівномірний рух. Швидкість, одиниці швидкості. Графік, що ілюструє рівномірний рух. Графічне зображення швидкості.
Мета : Сформувати знання про механічний рівномірний рух. Ознайомити з поняттям швидкості рівномірного руху та її структурними елементами: що вона характеризує, як вона визначається, одиниці швидкості, їх співвідношення, графічне і векторне зображення. Навчити обчислювати швидкість, перетворювати одиниці швидкості, будувати графіки швидкості, зображати швидкість напрямленим відрізком прямої.
Обладнання: візок з ниткою, вішки, годинник, спідометр, кольорові таблиці.
Демонстрації: прямолінійний рівномірний рух візка відносно вішок,  спідометр.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

                                       План уроку.
1. Організаційний момент.
2. Перевірка домашнього завдання.
3. Вивчення нового матеріалу.
          Бажаючи описати стан фізичних тіл довкола нас, ми часто  називаємо одні з них рухомими, інші - нерухомими. Дерева в садку, різні будівлі, мости ми вважаємо, не вагаючись, нерухомими, а літаки в небі, автотранспорт, що їде по дорозі, падаючі краплі дощу - рухомими.
           Що дає підставу поділяти тіла на нерухомі і рухомі? Чим рухомі тіла відрізняються від нерухомих?
           Коли ми говоримо про автомобіль, який рухається, то маємо на увазі,
що в певний момент часу він був поруч з нами, а в інші моменти відстань між нами і автомобілем змінювалась, хоч ми і залишались на тому самому місці. Нерухомі ж тіла протягом всього спостереження не змінюють свого положення відносно спостерігача.
            Проведемо дослід. Розмістимо на столі вішки на деякій відстані одна від одної вздовж прямої лінії. Поставимо біля першої візок з ниткою і почнемо його тягти. Візок буде змінювати своє положення відносно вішок. Отже, зміна положення тіла в просторі називається механічним рухом.
             Механічний рух є відносним. Одне і те саме тіло може бути нерухомим відносно одного тіла і рухомим відносно іншого. Наприклад, автобус буде рухомим відносно дерева, що росте на узбіччі дороги і нерухомим відносно пасажира, який їде в його салоні. Отже, для механічного руху можна сформулювати точніше означення: це зміна положення тіла відносно інших тіл. Такі тіла називають тілами відліку.
              Механічний рух відбувається не лише в просторі,але і в часі. Тому, описуючи рух, треба знати час, протягом якого він відбувався. така залежність руху і часу відображає закон єдності руху і часу: рух і час нероздільні. Час, як і будь-яку іншу фізичну величину, можна виміряти за допомогою годинника. В системі СІ  час вимірюють у секундах.
             Тіло, рухаючись, з часом переходить з однієї точки простору в іншу, описуючи певну траєкторію (лінію, вздовж якої воно рухається). Так от, довжина цієї траєкторії і буде визначати відстань, яку пройшло тіло за певний проміжок часу. Це теж фізична величина, яку називають шляхом. Вона характеризується лише числовим значенням і не має напряму. В системі  СІ шлях вимірюється в метрах.
              Коли тіло рухається, то за певний час воно проходить деякий шлях. Для різних тіл, що рухаються, цей шлях може бути різним. Наприклад, пішохід за годину пройде лише 5 км, а автомобіль за той самий час проїде 60 км. Порівнявши рух пішохода і автомобіля, можна сказати, що другий рухається швидше.
              Для порівняння руху різних тіл у фізиці використовують таку характеристику руху як швидкість. Швидкість - це фізична величина, яка характеризує механічний рух і чисельно дорівнює відношенню шляху, який проходить тіло, до часу, протягом якого цей шлях пройдено.
               Пішохід у наведеному вище прикладі за 1 год проходить 5 км, отже його швидкість 5 км за год, відповідно швидкість автомобіля 60 км/год.
               Для обчислення швидкості механічного руху треба пройдений шлях поділити на час, за який цей шлях пройдено.
               Позначимо v - швидкість, s - шлях, t - час, тоді отримаємо формулу для швидкості :
                                    v = s / t     (1)
               Основною одиницею швидкості в СІ  є  1 метр за секунду ( 1 м/с ). Використовують також кратні і дольні до основних одиниць СІ  :
  1) для шляху - км, дм, см, мм і т.д. ;
  2) для часу - рік, доба, год, хв і т.д. ;
  3) для швидкості - км/год, км/с, см/хв, км/хв  і  т.д.
Приклад. З якою швидкістю рухався велосипедист, якщо за 15 хв він подолав шлях 2700 метрів ?
        Дано:
 t = 15 хв = 900 с    |                  Розв язування :
 s = 2700  м             |                       
_________________|         v = s / t ;    v = 2700 м / 900 с = 3 м/с
                               |          
           v -  ?     

 Відповідь:  велосипедист рухався із швидкістю 3 м/с.            

           Для вимірювання швидкості механічного руху використовують прилад, який називається спідометром. За його шкалою можна визначити швидкість руху в будь-який момент часу.
           Швидкість механічного руху є відносною величиною. Її значення залежить від вибору тіла, бо важливо знати і те, в якому напрямі рухається тіло. Тому на малюнках і схемах швидкість зображають стрілками, які показують напрям руху тіла. Довжина стрілки в певному масштабі показує числове значення швидкості.
           Часто у фізиці доводиться розв’язувати  задачу на визначення пройденого тілом шляху, коли відомі час та швидкість його руху. З формули (1):                          
                                          s = v * t
            Отже, шлях, пройдений тілом, пропорційний до часу. Така залежність на графіку зображається прямою лінією. На мал.1 показано залежність шляху
s,м   від часу під час рівномірного руху велосипедиста по прямій рівній дорозі. З графіка можна дізнатись, що через кожну секунду, шлях, пройдений велосипедистом, збільшився на 3 м, тобто швидкість його руху:
                                                                  v =  S/t = 3/1  ( м/с ) = 3 м/с.
            Отже, швидкість такого руху з часом не змінюється. Такий рух називається рівномірним. Під час рівномірного руху тіло за будь-які однакові проміжки часу проходить однакові відрізки шляху.

Завдання додому:  § 10-15, стор.47,впр.1,2.