Графіки рівномірного руху

Фізика · 7 клас

Навчимося читати та будувати графіки руху — потужний інструмент фізичного аналізу.

Що таке графічне представлення руху?

🌍 Мова природи

Фізика — це мова природи, а графіки — її словник. Вони дозволяють описати рух точно й наочно.

📏 Рівномірний рух

Тіло долає однакові відстані за рівні проміжки часу. Швидкість залишається незмінною.

📈 Графік vs Формула

Графік показує всю «історію» руху одним поглядом — зручніше за будь-яку формулу.

Графік шляху: Траєкторія в часі

Як побудувати графік S(t)?

1

Вісь OY — шлях (S, метри)

Вертикальна вісь відображає пройдену відстань.

2

Вісь OX — час (t, секунди)

Горизонтальна вісь відображає плин часу.

3

Результат — пряма лінія

Чим крутіший нахил, тим більша швидкість руху.

Читаємо графіки шляху

Аналіз руху

Як швидко тіло віддаляється від точки старту? Нахил прямої дає миттєву відповідь.

Визначення шляху

Знаходимо значення S для будь-якого моменту часу t — просто піднімаємо перпендикуляр.

Порівняння швидкостей

Нахил графіка — прямий показник інтенсивності руху. Більший кут = більша швидкість.

Графік швидкості: Постійна величина

Графік v(t) при рівномірному русі

На відміну від графіка шляху, графік швидкості виглядає інакше:

Вісь OY — швидкість (v)

Значення v залишається незмінним у кожен момент часу.

Горизонтальна пряма

Графік паралельний осі OX, бо швидкість не змінюється.

Висота = Швидкість

Чим вище лінія над віссю часу, тим більша швидкість руху тіла.

«Магічна» площа під графіком

Як знайти шлях за графіком v(t)?

Площа фігури, обмеженої графіком v(t) та віссю часу, дорівнює пройденому шляху S.

Приклад

Автомобіль рухається зі швидкістю v = 20 м/с протягом t = 5 с.

Площа прямокутника на графіку:

S = 20 · 5 = 100 м

Саме стільки пройде автомобіль — і ми отримали це без формули, лише з графіка!

Прямокутник

Сторони: v (висота) та t (ширина)

Формула

S = v · t — площа прямокутника

Завдання 1: Порівняння мандрівників

Практичне завдання

Умова задачі

На одному графіку зображено рух трьох учасників:

  • 🚶 Пішохід — 4 км/год
  • 🚴 Велосипедист — 12 км/год
  • 🚜 Трактор — 24 км/год

Запитання

  1. Який графік відповідає кожному учаснику?
  1. Чому лінії мають різний кут нахилу?
  1. Хто подолає 24 км першим?

Завдання 2: Аналіз складної подорожі

📋 Умова задачі

Розгляньте графік руху автомобіля з трьома чіткими ділянками: рівномірний рух, зупинка, рівномірний рух.

❓ Запитання

  1. Визначте швидкість на кожному етапі руху.
  1. Скільки часу автомобіль перебував у стані спокою?
  1. Розрахуйте загальний шлях подорожі.

Завдання 3: Зустріч на трасі

📐 Умова задачі

Рух двох тіл задано рівняннями:

❓ Завдання

  1. Побудуйте обидва графіки в одній системі координат.
  1. Знайдіть графічно точку зустрічі та час зустрічі.
  1. Перевірте відповідь аналітично: прирівняйте рівняння.

Тіло А

x = 5t
Рухається від початку координат

Тіло Б

x = 150 − 10t
Рухається назустріч

Підсумки: Ми стали майстрами графіків!

Графік S(t)

Похила пряма — «історія» зміни відстані. Нахил = швидкість.

Графік v(t)

Горизонтальна пряма — «портрет» сталості швидкості.

Площа під v(t)

Прямокутник під лінією дає шлях: S = v · t.

Прогнозування

Графіки дозволяють не лише описати, а й передбачити майбутній рух!