Zgłoś uwagi
Pokaż spis treści
Wróć do informacji o e-podręczniku

Wszystko dookoła nas jest w nieustannym ruchu. Z jaką prędkością mogą przemieszczać się ciała względem wybranego układu odniesienia? Jak wyznaczyć ich prędkość?

Źródło: Unsplash (https://pixabay.com), . Światowe rekordzistki pokonują dystans 400 metrów w 50 sekund – odpowiada to średniej wartości prędkości wynoszącej 29 kilometrów na godzinę
Już potrafisz
  • odróżniać drogę od toru ruchu;

  • podawać znaczenie pojęć „prędkość średnia” i „prędkość chwilowa”;

  • obliczać wartość prędkości ciała;

  • wymieniać przykłady jednostek, w których wyrażamy prędkość.

Nauczysz się
  • wyznaczać prędkość średnią na podstawie pomiaru czasu i drogi.

Przygotuj przed lekcją:
  • taśmę mierniczą;

  • stoper lub telefon komórkowy ze stoperem.

Przypomnijmy sobie, czym jest prędkość średnia. Jeżeli drogę podzielimy przez czas jej przebycia, to obliczymy wartość prędkości średniej.

średnia wartość prędkości= droga przebyta przez ciało czas trwania ruchu

Jeśli znamy przebytą drogę i czas trwania ruchu, jesteśmy w stanie wyznaczyć średnią wartość prędkości poruszającego się ciała.

Polecenie 1

Obejrzyj poniższy film i oblicz średnią wartość prędkości, z jaką poruszał się zawodnik w biegu na 60 m.

Film przedstawia bieg demonstratora na dystansie 100 metrów na bieżni sportowej. Droga jest znana, a dystans podany w rogu ekranu. W momencie startu zawodnika widz ma za zadanie włączyć stoper i mierzyć czas biegnącego demonstratora. Stoper należy wyłączyć, gdy zawodnik osiągnie metę. Dzięki temu film umożliwia wyznaczenie prędkości biegnącego zawodnika.

Spróbujcie samodzielnie lub w grupach wyznaczyć doświadczalnie wartość prędkości, z jaką porusza się przeciętny człowiek.

Doświadczenie 1

Wyznaczenie prędkości średniej poruszającego się człowieka.

Co będzie potrzebne
  • taśma miernicza;

  • zegarek, stoper lub telefon komórkowy ze stoperem;

  • kreda;

  • karta pomiaru.

Instrukcja
  • Zastanów się jeszcze przed dokonaniem pomiaru, jakiego wyniku możesz się spodziewać oraz ile kilometrów jesteś w stanie pokonać w ciągu 1‑godzinnej pieszej wycieczki (wartość z zakresu od 1 do 10 km/h).

  • Zapoznaj się z instrukcją dołączoną do doświadczenia:

    Dzieci na podwórku dzielone są na trzyosobowe zespoły. Kamera koncentruje się na pracy jednego trzy osobowego zespołu. Zespół odmierza 30 m odcinek. Na jego końcu i początku ustawiają się uczniowie. Uczeń który ma przejść odcinek stoi obok kolegi na linii (markerze) oznaczającym jego początek. Uczeń na drugim końcu odcinka ma stoper ( zbliżenie na stoper). Na znak dany przez ucznia na linii startu, uczeń włącza stoper a jego kolega rozpoczyna marsz. Uczeń osiąga punkt końcowy – jego kolega wyłącza stoper i zapisuje do tabelki w pozycji t_1 wynik. 8a)Wyraźnie widać wartość wpisywanego czasu (zbliżenie). Uczeń na końcu odcinka przekazuje stoper i tabelę pomiarów uczniowi znajdującemu się w punkcie startu. Na znak ręką dany przez kolegę uczeń wraca tą samą drogą jaką przybył (z powrotem) i ponownie dokonywany jest pomiar czasu. Po osiągnięciu końca odcinka kolega wyłącza stoper i zapisuje czas przejścia. Wyraźnie widać (zbliżenie kamery) wartość wpisywanego czasu. Skrócona wersja pomiaru czasu dla dwóch kolejnych osób w zespole (idący drugi uczeń i zapis jego czasu, idący trzeci uczeń i zapis jego czasu przejścia). Za każdym razem zbliżenie na wyznaczone czasy. Uczniowie kolejno pokazują i odczytują zarejestrowane czasy zapisane w tabelce pomiarów.

  • Wykonaj odpowiednie obliczenia.

  • Porównaj otrzymany wynik z wynikiem przewidywanym (w kilometrach na godzinę) oraz z wynikami uzyskanymi przez koleżanki i kolegów.

Podsumowanie

Człowiek w terenie płaskim porusza się ze średnią prędkością wynoszącą około 5 km/h. Jeśli uzyskany przez ciebie wynik jest bliski tej wartości, to znaczy, że jesteś dobrym piechurem i żadna wycieczka szkolna nie jest dla ciebie przeszkodą.

Podsumowanie

  • Jeśli chcemy obliczyć średnią wartość prędkości, musimy znać przebytą drogę i czas potrzebny do jej pokonania. Korzystamy wtedy ze wzoru:

średnia wartość prędkości= droga czas trwania ruchu
  • Średnia prędkość poruszającego się człowieka w trenie płaskim wynosi około 5kmh, tj. w przybliżeniu 1,4 ms.

Ciekawostka

Prędkościomierz (szybkościomierz) jest urządzeniem służącym do pomiaru prędkości chwilowej w pojazdach kołowych. Prędkościomierze mogą być: mechaniczne, elektryczne, elektroniczne i oparte na systemach GPS. Prędkościomierze (z wyjątkiem tych działających na podstawie systemów GPS) zliczają iczbę obrotów wykonywanych przez koła poruszającego się pojazdu, dzięki czemu obliczana jest przebyta droga (istotna jest średnica kół – jeżeli ją zmienimy, to licznik będzie pokazywał błędne wartości).

Źródło: thomas.vangeijn (https://www.flickr.com), edycja: Krzysztof Jaworski, licencja: CC BY 2.0. Prędkościomierz w samochodzie
Praca domowa
Polecenie 2.1

Podczas wycieczki rowerowej zmierz czas, w którym udało ci się przejechać odpowiednio długi odcinek drogi bez postojów (nie mniej niż kilka kilometrów). Po powrocie do domu sprawdź na mapie (np. w internecie) długość przebytej drogi i na tej podstawie oblicz wartość średniej prędkości, z jaką się poruszałeś.

Zadania podsumowujące

Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2