Kinematyka w liceum to opis ruchu wektorami: przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie, zależności od czasu i wykresy, a na końcu ruch jednostajny po okręgu. Poniżej wzory, trzy zadania rozpisane krok po kroku i grupa A sprawdzianu.
położenie, tor i droga; przemieszczenie jako wektor
wielkości wektorowe: przemieszczenie, prędkość, przyspieszenie i ich jednostki
ruch prostoliniowy jednostajny: x(t), v(t), s(t)
ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony, przyspieszenie ze zwrotem
wykresy zależności od czasu, droga jako pole pod wykresem v(t)
ruch jednostajny po okręgu: okres, częstotliwość, prędkość liniowa
UWAGA: W klasie 1 liceum i technikum kinematyka jest zwykle pierwszym albo drugim działem mechaniki i bywa nazwana opisowo, np. „ruch prostoliniowy” albo „opis ruchu”. Numer działu jest różny w różnych podręcznikach, dlatego porównaj zakres: w podstawie programowej to wymagania II.1–4.
2
Ściąga wzorów: Kinematyka
Poz.
Wzór
Oznaczenia
Jednostka
W1
v=ΔtΔr
prędkość jako przemieszczenie w jednostce czasu
sm
W2
x(t)=x0+vt
położenie w ruchu jednostajnym prostoliniowym
m
W3
a=ΔtΔv
przyspieszenie; w ruchu opóźnionym ma zwrot przeciwny do prędkości
s2m
W4
v=v0+at
prędkość w ruchu jednostajnie zmiennym
sm
W5
s=v0t+2at2
droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym
m
W6
T=nt,f=T1
okres i częstotliwość w ruchu po okręgu
s,Hz
W7
v=T2πr=2πrf
prędkość liniowa w ruchu jednostajnym po okręgu
sm
3
Rozwiąż jak fizyk
liczby sprawdzone programem
3 zadania typowe dla sprawdzianu z tego działu, każde w 4 krokach: dane, szukane, wzór, obliczenia ze sprawdzeniem jednostek.
ZAD. 1
Samochód rusza z miejsca z przyspieszeniem 2,5 m/s². Oblicz jego prędkość i przebytą drogę po 8 s.
1DANE
v0=0a=2,5s2mt=8s
2SZUKANE
v=?[sm],s=?[m]
3WZÓR
v=at,s=2at2„Rusza z miejsca” oznacza prędkość początkową równą zero.
4OBLICZENIA
v=2,5s2m⋅8s=20sms=22,5⋅82mv=20sm,s=80m
SPRAWDZONO JEDNOSTKI[s2m]⋅[s2]=[m]✓
Odpowiedź: Po 8 s samochód jedzie z prędkością 20 m/s (72 km/h) i przebył 80 m.
ZAD. 2
Kierowca jadący z prędkością 72 km/h hamuje i zatrzymuje się po 4 s ruchem jednostajnie opóźnionym. Oblicz przyspieszenie i drogę hamowania.
1DANE
v0=72hkm=3,672sm=20smv=0t=4s
2SZUKANE
a=?[s2m],s=?[m]
3WZÓR
a=tv−v0,s=2v0+v⋅tZnak minus przy przyspieszeniu oznacza zwrot przeciwny do prędkości.
4OBLICZENIA
a=4s0−20sm=−5s2ms=220+0⋅4ma=−5s2m,s=40m
SPRAWDZONO JEDNOSTKI[sm]⋅[s]=[m]✓
Odpowiedź: Przyspieszenie ma wartość 5 m/s² i zwrot przeciwny do prędkości; droga hamowania to 40 m.
ZAD. 3
Koło roweru ma promień 0,35 m i wykonuje 2 obroty na sekundę. Oblicz okres, częstotliwość i prędkość liniową punktu na obwodzie koła. Przyjmij π≈3,14.
Mylenie drogi z przemieszczeniem: po pełnym okrążeniu droga to obwód, a przemieszczenie wynosi zero.
Pominięcie zwrotu przyspieszenia w ruchu opóźnionym — przyspieszenie ma wtedy zwrot przeciwny do prędkości (ujemny znak).
Wzór s=2at2 użyty, gdy ciało nie rusza z miejsca — wtedy dochodzi składnik v0t.
Okres pomylony z częstotliwością: T to czas jednego obrotu, f — liczba obrotów w sekundzie.
Co jest na sprawdzianie z kinematyki w klasie 1 liceum?
Droga i przemieszczenie, prędkość i przyspieszenie jako wektory, ruch jednostajny i jednostajnie zmienny z wykresami oraz ruch jednostajny po okręgu (okres, częstotliwość, prędkość liniowa).
Czym różni się kinematyka w liceum od klasy 7?
W liceum ruch opisujesz wektorami i zależnościami od czasu, np. x(t)=x0+vt i s=v0t+2at2, a dochodzi ruch po okręgu.
Jak policzyć drogę z wykresu v(t)?
Policz pole figury pod wykresem: prostokąt w ruchu jednostajnym, trójkąt albo trapez w ruchu jednostajnie zmiennym.
Gdzie są odpowiedzi do sprawdzianu z kinematyki?
Nie publikujemy odpowiedzi do sprawdzianów z podręczników. Nasz sprawdzian A–E jest autorski i pasuje zakresem do tego działu: grupę A pobierzesz za darmo, klucz do wszystkich grup jest w pełnym zestawie, a zadania krok po kroku są wyżej.
UWAGA DLA NAUCZYCIELA
Do kinematyki jest sprawdzian A–E (7 zadań, 20 pkt), kartkówka A–E i 5 kart pracy: droga i przemieszczenie, ruch jednostajny i jednostajnie zmienny, wykresy, ruch po okręgu i równanie x(t).