Ruch prostoliniowy zmienny – test i pytania, fizyka klasa 7

Ruch prostoliniowy zmienny to ruch po linii prostej, w którym prędkość ciała ulega zmianie w czasie. W tej lekcji poznasz pojęcie przyspieszenia, nauczysz się odczytywać wykresy zależności prędkości od czasu oraz odróżniać ruch przyspieszony od opóźnionego.

Najważniejsze w 30 sekund

Ruch zmienny to ruch, w którym prędkość zmienia się w czasie.
Przyspieszenie a opisuje, jak szybko zmienia się prędkość: a = Δv / Δt.
Jednostką przyspieszenia w układzie SI jest metr na sekundę do kwadratu (m/s²).
Ruch przyspieszony: prędkość rośnie; ruch opóźniony: prędkość maleje.
Na wykresie v(t) ruchu jednostajnie zmiennego prędkość zmienia się liniowo.

Test: Ruch prostoliniowy zmienny – 11 pytań

Co to jest ruch prostoliniowy zmienny?
- A) Ruch po okręgu ze stałą prędkością
- B) Ruch po linii prostej, w którym prędkość się zmienia
- C) Ruch, w którym ciało stoi w miejscu
- D) Ruch po linii prostej ze stałą prędkością
Jaki wzór opisuje przyspieszenie?
- A) a = v·t
- B) a = s/t
- C) a = Δv/Δt
- D) a = v0 + t
Jaka jest jednostka przyspieszenia w układzie SI?
- A) m/s
- B) m/s²
- C) km/h
- D) N
Jak nazywamy ruch, w którym prędkość ciała rośnie?
- A) Ruch opóźniony
- B) Ruch jednostajny
- C) Ruch przyspieszony
- D) Ruch spoczynkowy
Co przedstawia nachylenie wykresu v(t) w ruchu jednostajnie przyspieszonym?
- A) Drogę
- B) Prędkość początkową
- C) Przyspieszenie
- D) Czas ruchu
Jaki wzór pozwala obliczyć drogę przy zerowej prędkości początkowej?
- A) s = v·t
- B) s = ½·a·t²
- C) s = a/t
- D) s = v0·a
Co oznacza pole pod wykresem v(t)?
- A) Przyspieszenie
- B) Czas ruchu
- C) Przebytą drogę
- D) Masę ciała
Jak nazywamy ruch, w którym prędkość maleje?
- A) Ruch przyspieszony
- B) Ruch opóźniony
- C) Ruch jednostajny
- D) Ruch kołowy
Jaki kształt ma wykres v(t) dla ruchu jednostajnie przyspieszonego bez prędkości początkowej?
- A) Pozioma linia
- B) Linia prosta przechodząca przez zero, nachylona do osi
- C) Parabola
- D) Okrąg
Ile razy wzrośnie droga, jeśli czas ruchu jednostajnie przyspieszonego (bez v0) wzrośnie dwukrotnie?
- A) Dwukrotnie
- B) Trzykrotnie
- C) Czterokrotnie
- D) Nie zmieni się
Jaki pełny wzór opisuje drogę z niezerową prędkością początkową?
- A) s = v0·t + ½·a·t²
- B) s = a·t
- C) s = v0 - a·t
- D) s = t/a

Czym jest ruch zmienny

Ruch prostoliniowy zmienny zachodzi wtedy, gdy ciało porusza się po linii prostej, ale jego prędkość w kolejnych chwilach czasu jest różna. W przeciwieństwie do ruchu jednostajnego, gdzie prędkość jest stała, tutaj wartość prędkości rośnie albo maleje w sposób ciągły podczas trwania ruchu.

Przykładem ruchu zmiennego jest rozpędzający się rowerzysta zjeżdżający z górki albo samochód hamujący przed skrzyżowaniem. W obu przypadkach prędkość pojazdu zmienia się z sekundy na sekundę, więc nie możemy opisać tego ruchu jedną stałą wartością prędkości.

Przyspieszenie jako miara zmiany prędkości

Przyspieszenie to wielkość fizyczna informująca o tym, o ile zmienia się prędkość ciała w jednostce czasu. Obliczamy je ze wzoru a = Δv / Δt, gdzie Δv oznacza zmianę prędkości, a Δt czas, w którym ta zmiana nastąpiła. Jednostką przyspieszenia jest metr na sekundę kwadratową.

Jeśli prędkość ciała rośnie, mówimy o ruchu przyspieszonym – zwrot przyspieszenia jest wtedy zgodny ze zwrotem prędkości. Gdy prędkość maleje, ruch nazywamy opóźnionym, ponieważ zwrot przyspieszenia jest przeciwny do zwrotu prędkości (co w obliczeniach często zapisujemy jako wartość ujemną).

Ruch jednostajnie przyspieszony

Szczególnym przypadkiem ruchu zmiennego jest ruch jednostajnie przyspieszony, w którym przyspieszenie ma stałą wartość przez cały czas trwania ruchu. Oznacza to, że prędkość ciała rośnie o jednakową wartość w każdej kolejnej sekundzie, na przykład o 2 m/s co sekundę.

W takim ruchu prędkość końcowa zależy od prędkości początkowej, przyspieszenia i czasu trwania ruchu zgodnie ze wzorem v = v0 + a·t. Jeśli ciało startuje z miejsca, czyli v0 wynosi zero, wzór upraszcza się do postaci v = a·t.

Wykresy zależności prędkości od czasu

Wykres v(t) dla ruchu jednostajnie przyspieszonego jest linią prostą nachyloną do osi czasu, a nachylenie tej prostej odpowiada wartości przyspieszenia. Im większe nachylenie wykresu, tym większe przyspieszenie i tym szybciej rośnie prędkość ciała.

Pole powierzchni pod wykresem v(t) w ruchu zmiennym informuje o drodze przebytej przez ciało w danym przedziale czasu. Dla ruchu jednostajnie przyspieszonego bez prędkości początkowej pole to jest trójkątem, a jego pole liczymy jak pole trójkąta prostokątnego.

Droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym

Drogę przebytą w ruchu jednostajnie przyspieszonym, startującym z prędkością początkową równą zero, obliczamy ze wzoru s = ½·a·t². Wzór ten pokazuje, że droga rośnie proporcjonalnie do kwadratu czasu, więc po dwukrotnie dłuższym czasie ciało przebędzie aż czterokrotnie większą drogę.

Gdy ciało ma niezerową prędkość początkową, do wzoru dodajemy składnik v0·t, otrzymując pełną postać s = v0·t + ½·a·t². Ten wzór pozwala obliczyć drogę nawet wtedy, gdy ciało już wcześniej się poruszało.

Co trzeba umieć

Rozpoznawać ruch zmienny i odróżniać go od ruchu jednostajnego.
Obliczać przyspieszenie ze wzoru a = Δv / Δt.
Odczytywać i interpretować wykresy v(t) dla ruchu jednostajnie przyspieszonego.
Stosować wzory v = v0 + a·t oraz s = v0·t + ½·a·t² w prostych zadaniach.
Odróżniać ruch przyspieszony od opóźnionego na podstawie zmian prędkości.

Typowe błędy

Mylenie prędkości z przyspieszeniem – to dwie różne wielkości fizyczne o różnych jednostkach.
Zapominanie o podniesieniu czasu do kwadratu we wzorze na drogę s = ½·a·t².
Błędne odczytywanie nachylenia wykresu v(t) jako wartości prędkości zamiast przyspieszenia.
Pomijanie prędkości początkowej v0 przy obliczaniu prędkości końcowej lub drogi.
Traktowanie ruchu opóźnionego jako ruchu bez przyspieszenia, podczas gdy przyspieszenie po prostu działa przeciwnie do ruchu.

Krótkie pytania i odpowiedzi

Czym różni się ruch jednostajny od zmiennego?

W ruchu jednostajnym prędkość jest stała, a w ruchu zmiennym prędkość zmienia się w czasie.

Jaką wartość ma przyspieszenie, gdy ciało porusza się ze stałą prędkością?

Przyspieszenie wynosi wtedy zero, ponieważ prędkość się nie zmienia.

Co się dzieje z prędkością w ruchu opóźnionym?

Prędkość ciała stopniowo maleje aż do zatrzymania lub zmniejszenia wartości.

Jak obliczyć przyspieszenie samochodu, który w 5 s zwiększył prędkość z 0 do 20 m/s?

Dzielimy zmianę prędkości przez czas: a = 20/5 = 4 m/s².

Dlaczego wzór na drogę zawiera czas podniesiony do kwadratu?

Ponieważ prędkość rośnie w czasie, a droga sumuje się z coraz większych prędkości, więc zależność od czasu jest kwadratowa.

Co pokazuje pole trójkąta pod wykresem v(t)?

Pokazuje drogę przebytą przez ciało w danym przedziale czasu ruchu jednostajnie przyspieszonego.

FAQ

Czy przyspieszenie zawsze oznacza zwiększanie prędkości?

Nie, przyspieszenie to miara zmiany prędkości. Powoduje ono wzrost prędkości (ruch przyspieszony), gdy jego zwrot jest zgodny ze zwrotem prędkości, lub jej spadek (ruch opóźniony), gdy zwroty te są przeciwne.

Jak rozpoznać ruch jednostajnie przyspieszony na wykresie s(t)?

Wykres drogi od czasu ma wtedy kształt paraboli, ponieważ droga zależy od kwadratu czasu.

Czy w ruchu zmiennym przyspieszenie zawsze jest stałe?

Nie, przyspieszenie może się zmieniać; stałe przyspieszenie występuje tylko w szczególnym przypadku ruchu jednostajnie przyspieszonego.

Jak obliczyć prędkość końcową, znając prędkość początkową i przyspieszenie?

Korzystamy ze wzoru v = v0 + a·t, podstawiając znany czas trwania ruchu.

Stwórz własny test · Zrób fiszki

Poprzednia lekcja: Ruch jednostajny prostoliniowy Następna lekcja: Badanie ruchu prostoliniowego jednostajnie przyspieszonego