Makala kuhusu Kiasi cha fizikia katika mwendo wa mstari
1. Muda wa muda
Kitu kinapohama kutoka sehemu moja hadi nyingine, kitu hicho kinahitaji muda fulani. Alama ya muda ni t (wakati). Kitengo cha mfumo wa kimataifa cha wakati ni sekunde (s).
2. Umbali na uhamishaji
Umbali ni urefu wa njia inayochukuliwa na kitu. Umbali ni kiasi cha skala, ambapo kiasi hakitegemei mwelekeo. Alama ya umbali ni d na kitengo cha mfumo wa kimataifa ni mita (m).
Kuhama ni mabadiliko katika nafasi ya kitu. Kuhama ni kiasi cha vekta, kwa hivyo kuhama kunajumuisha ukubwa wa kuhama na mwelekeo wa kuhama. Kuhama hutegemea mwelekeo ili iweze kuwa chanya au hasi. Ikiwa imeainishwa katika viwianishi vya Cartesian basi kulingana na makubaliano, ikiwa mwelekeo wa kuhama uko katika mwelekeo wa mhimili chanya x na mhimili chanya y, basi kuhama ni chanya. Kinyume chake, ikiwa mwelekeo wa kuhama uko katika mwelekeo wa mhimili hasi x na mhimili hasi y basi kuhama ni hasi. Mwelekeo wa kuhama pia husemwa kwa kawaida kaskazini, mashariki, kusini, magharibi. Alama ya kuhama ni d na kitengo cha mfumo wa kimataifa ni mita (m).
Mfano wa tatizo la 1:
Mwanafunzi anasogea mashariki hadi mita 2. Umbali na ukubwa wa kuhama kwa mwanafunzi ni upi?
a = nafasi ya awali, b = nafasi ya mwisho.
Umbali (d) = mita 2
Ukubwa wa uhamaji (d) = mita 2. Mwelekeo wa uhamaji = mashariki
Mfano wa tatizo la 2:
Mwanafunzi anasogea mashariki hadi mita 2 na kisha anasogea magharibi hadi mita 2. Umbali na ukubwa wa uhamisho wa mwanafunzi ni upi?
a = nafasi ya kuanzia na nafasi ya mwisho
Umbali (d) = mita 2 + mita 2 = mita 4
Ukubwa wa uhamishaji (d) = 2 m - 2 m = 0. Nafasi ya mwisho = nafasi ya awali ili kusiwe na uhamishaji.
Mfano wa tatizo la 3:
Mwanafunzi anasogea mashariki hadi mita 2 kisha anasogea magharibi hadi mita 1. Umbali na ukubwa wa uhamisho wa mwanafunzi ni upi?
a = nafasi ya kuanzia, b = nafasi ya kumalizia.
Umbali (d) = mita 2 + mita 1 = mita 3
Ukubwa wa uhamaji (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Mwelekeo wa uhamaji = mashariki
3. Kasi na kasi
Kasi ni kiasi cha scalar, huku kasi ikiwa ni kiasi cha vekta. Kasi ina ukubwa wa kasi na mwelekeo wa kasi. Alama ya kasi ni v na alama ya kasi ni v (kasi). Kitengo cha mfumo wa kimataifa cha kasi na kasi ni mita kwa sekunde (m/s).
a. Kasi ya wastani na kasi ya wastani
Mfano wa tatizo la 1:
Mwanafunzi anasogea mashariki hadi mita 2 kwa sekunde 1. Kasi ya wastani na ukubwa wa kasi ya wastani ya mwanafunzi ni ipi?
Mwelekeo wa kasi ya wastani = mwelekeo wa kuhama = kuelekea mashariki
Mfano wa tatizo la 2:
Mwanafunzi anasogea mashariki hadi mita 2 kwa sekunde 1 na kisha anasogea magharibi hadi mita 1 kwa sekunde 2. Kasi ya wastani na ukubwa wa kasi ya wastani ya mwanafunzi ni ipi?
Mwelekeo wa kasi ya wastani = mwelekeo wa kuhama = kuelekea mashariki
b. Kasi ya papo hapo na kasi ya papo hapo
Kasi ya papo hapo = umbali mdogo sana uliosafiriwa wakati wa kipindi kifupi sana. Ukubwa wa kasi ya papo hapo = uhamaji mdogo sana uliosafiriwa wakati wa kipindi kifupi sana. Ikiwa umewahi kuendesha pikipiki au gari, hakika umeona kipima mwendo. Unapoendesha pikipiki, kasi ya pikipiki hubadilika na kuonyeshwa na kipima mwendo.
Katika fizikia, kasi ya papo hapo mara nyingi hufupishwa kama kasi. Vivyo hivyo, kasi ya papo hapo mara nyingi hufupishwa kama kasi. Tafadhali kumbuka kwamba tunaweza kubadilisha ukubwa wa kasi na kasi. Hii ni kwa sababu ukubwa wa kasi huchukuliwa kuwa sawa na kasi. Ukubwa wa kasi huchukuliwa kuwa sawa na kasi kwa sababu umbali na ukubwa wa uhamisho ni sawa ikiwa ni mdogo sana. Ingawa umbali na ukubwa wa uhamisho si sawa kila wakati (linganisha na mjadala kuhusu umbali na uhamisho), lakini ikiwa umbali na ukubwa wa uhamisho ni mdogo sana basi lazima ziwe na thamani sawa.
4. Kuongeza kasi
Kuongeza kasi ni kiasi cha vekta kwa hivyo kuna ukubwa wa kuongeza kasi na mwelekeo wa kuongeza kasi. Alama ya kuongeza kasi ni (kuongeza kasi). Kitengo cha kuongeza kasi cha SI ni mita kwa sekunde mraba (m/s 2 ).
a. Kasi ya wastani
Tatizo la mfano:
Gari huanza kusonga mashariki kutoka mahali pa kupumzika hadi lifikie kasi ya mita 10 kwa sekunde 5. Hesabu ukubwa wa wastani wa kasi!
Mwelekeo wa kasi ya wastani ni kuelekea mashariki.
Kwa wastani, kasi ya gari huongezeka kwa mita 2/s kila sekunde. Ikiwa ukubwa wa kasi ya gari ni thabiti basi kasi ya gari huongezeka kila mara kwa mita 2/s kila sekunde. Ikiwa ukubwa wa kasi ya gari si thabiti basi kasi ya gari haiongezeki kila mara kwa mita 2/s kila sekunde. Je, kasi ya gari inaweza kuongezeka kwa mita 1/s kwa sekunde ya kwanza, kisha kwa kuongeza mita 3/s kwa sekunde. Lakini kwa wastani, wakati wa kusonga kwa sekunde 5, ukubwa wa kasi ya gari huongezeka kwa mita 2/s kila sekunde.
b. Kuongeza kasi papo hapo
Kuongeza kasi papo hapo ni mabadiliko ya kasi wakati wa muda mfupi sana. Kuongeza kasi papo hapo mara nyingi huitwa kuongeza kasi. Kwa hivyo, ikiwa inasemekana kuwa kuongeza kasi, kinachomaanishwa ni kuongeza kasi papo hapo. Kitu kinasemekana kupata kasi ikiwa kasi yake inabadilika. Kasi pia ni kiasi cha vekta, ambacho kinajumuisha ukubwa wa kasi na mwelekeo wa kasi. Kwa hivyo kuna hali tatu ambapo kitu kinachosonga kinasemekana kuwa kinaongeza kasi. Kwanza, kitu kinasemekana kupata kasi ikiwa ukubwa wa kasi au kasi unabadilika (mwelekeo wa kasi ni thabiti).
Katika mfano wa kwanza, gari huwa limepumzika mwanzoni (v = 0). Sekunde moja baadaye kasi yake huongezeka hadi mita 5/s. Kasi ya gari huongezeka hivyo gari husemekana kuwa linaongeza kasi. Katika mfano wa pili, gari husogea kwa kasi ya mita 5/s. Sekunde moja kisha gari husimama. Kasi ya gari hupungua kwa sababu gari husemekana kuwa na kasi hasi au gari hupata kasi ya kushuka. Pili, kitu husemekana kuwa na kasi ikiwa mwelekeo wa kasi yake hubadilika (ukubwa wa kasi au kasi ni thabiti). Mwelekeo wa kasi = mwelekeo wa kuhama = mwelekeo wa mwendo. Tatu, kitu husemekana kuwa na kasi ikiwa ukubwa na mwelekeo wa kasi yake hubadilika.
