Υλικό ευθείας κίνησης
Η κίνηση είναι ένα φαινόμενο που παρατηρούμε συνεχώς στην καθημερινή ζωή. Ο κλάδος της φυσικής που μελετά την κίνηση ονομάζεται μηχανική. Ο κλάδος της μηχανικής που εξετάζει πώς κινείται ένα αντικείμενο, χωρίς να λαμβάνει υπόψη την αιτία της κίνησης, ονομάζεται κινηματική . Αντίθετα, ο κλάδος της μηχανικής που εξετάζει τα αίτια της κίνησης και εξηγεί γιατί τα αντικείμενα κινούνται όπως κινούνται ονομάζεται δυναμική. Σε αυτό το θέμα, κάθε κινούμενο αντικείμενο θεωρείται σαν να ήταν σωματίδιο ή σημείο (.). Τα κινούμενα αντικείμενα θεωρούνται σημεία απλώς για να απλοποιήσουμε την ανάλυσή μας. Φανταστείτε ότι ένα σημείο κινείται σε ευθεία γραμμή, τότε η τροχιά του θα σχηματίσει μια ευθεία γραμμή.
Ένα αντικείμενο λέγεται ότι βρίσκεται σε ευθύγραμμη κίνηση αν η τροχιά του είναι ευθύγραμμη. Αν η τροχιά του είναι καμπύλη, το αντικείμενο δεν βρίσκεται σε ευθύγραμμη κίνηση. Η κίνηση ενός αντικειμένου, που θεωρείται σωματίδιο, είναι μονοδιάστατη. Η μονοδιάστατη κίνηση μπορεί να συμβεί οριζόντια (παράλληλα με τον άξονα x) ή κάθετα (παράλληλα με τον άξονα y).
Παράδειγμα προβλημάτων
1. Ερωτήσεις Πανελλαδικών Εξετάσεων 2017
Κοίτα την εικόνα!
Η μεγαλύτερη απόσταση που διανύει ένα αντικείμενο σε ένα χρονικό διάστημα…
Α. 0 δευτ. έως 10 δευτ.
Β. 10 δευτ. έως 20 δευτ.
Γ. 20 δευτ. έως 30 δευτ.
Δ. 30 δευτ. έως 50 δευτ.
Ε. 50 δευτ. έως 70 δευτ.
Συζήτηση
Τύπος απόστασης:
s = vt
Απόσταση = σκιασμένη περιοχή.
Μεγαλύτερη απόσταση = μεγαλύτερη περιοχή.
Α. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100
Β. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150
Γ. (30-20)(10-0) = (10)(10) = 100
Δ. (50-30)(10-0) = (20)(10) = 200
E (70-50)(10-0) + ½ (70-50)(30-10) = (20)(10) + ½ (20)(20) = 200 + (10)(20) = 200 + 200 = 400
Η σωστή απάντηση είναι η Ε.
2. Ερωτήσεις Πανελλαδικών Εξετάσεων 2017
Ένα σωματίδιο που κινείται προς τα πάνω υπακούει στην εξίσωση y = 8t – t 2 , όπου τα y και t εκφράζονται σε μέτρα και δευτερόλεπτα, αντίστοιχα. Η ταχύτητα του αντικειμένου σε t = 2 δευτερόλεπτα είναι…
Α. 2 ms -1
Β. 4 ms -1
Γ. 8 ms -1
Δ. 12 ms -1
Ε. 16 ms -1
Συζήτηση
y = 8t – t2
v = 8 – 2t
Η ταχύτητα του αντικειμένου σε t = 2 δευτερόλεπτα:
v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 m/s.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
3. Ερωτήσεις Πανελλαδικών Εξετάσεων SMA/MA 2017
Κοιτάξτε τον πίνακα δεδομένων ταχύτητας για τα ακόλουθα τρία αντικείμενα!
Με βάση τον πίνακα, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το αντικείμενο με τη μεγαλύτερη επιτάχυνση είναι...
Α. Αντικείμενο Α για t 1 – t 2
Β. Αντικείμενο Α για t2 – t3
Γ. Αντικείμενο Β για t 1 – t 2
Δ. Αντικείμενο C για t 1 – t 2
Ε. Αντικείμενο C για t 2 – t 3
Συζήτηση
Αντικείμενο Α: η ταχύτητα του αντικειμένου αυξάνεται κατά 4 m/s κάθε 2 δευτερόλεπτα ή 2 m/s κάθε 1 δευτερόλεπτο = 2 m/s 2.
Αντικείμενο Β: η ταχύτητα του αντικειμένου αυξάνεται κατά 5 m/s κάθε 2 δευτερόλεπτα ή 2,5 m/s κάθε 1 δευτερόλεπτο = 2,5 m/s 2.
Αντικείμενο Γ: η ταχύτητα του αντικειμένου μειώνεται κατά 2 m/s κάθε 2 δευτερόλεπτα ή 1 m/s κάθε 1 δευτερόλεπτο = -1 m/s 2.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
