Случайное движение — одно из базовых понятий в физике, которое становится изучаемым еще в начальных классах. С этого понятия начинается знакомство учеников с миром физики. Однако, на более продвинутых уровнях, таких как 9 класс, происходит расширение этого понятия. Случайное движение превращается в случайное движение со сменой направления, или, как его еще называют, в случайное движение со случайным сменой направления.
На уроках физики в 9 классе учащиеся изучают определение СО, а именно, что это движение, направление которого изменяется с течением времени по случайному закону. Такое движение может происходить как в пространстве, так и в определенном промежутке времени. Однако, в 9 классе учащиеся узнают, что СО имеет еще одно определение — это движение, вызванное взаимодействием с другими частицами. В этом случае, движение осуществляется из-за того, что частицы случайным образом сталкиваются между собой и меняют направление движения.
Примером СО в физике 9 класса служит движение молекул газа. Молекулы газа находятся в постоянном движении и сталкиваются друг с другом. Эти столкновения вызывают изменение направления движения молекул, что приводит к случайному характеру движения газа в целом. Таким образом, случайное движение со случайным изменением направления является основным механизмом движения молекул в газе.
СО в физике 9 класс: определение и основные принципы
Основными принципами СО в физике 9 класс являются:
- Инерциальность. Инерциальная система отсчета – это система, в которой применяются законы Ньютона и справедлив принцип относительности Галилея. В инерциальной СО объекты сохраняют свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, если на них не действуют внешние силы.
- Относительность. Принцип относительности Галилея утверждает, что никакие опыты невозможно провести, чтобы выявить, находится ли тело в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью относительно абсолютного пространства. Движение всегда определяется в отношении других объектов.
- Принцип преобразования Галилея. Преобразование Галилея позволяет связывать физические явления в разных инерциальных системах отсчета. Согласно этому принципу, скорость объекта в одной инерциальной СО равна скорости этого объекта в другой СО плюс скорость самой СО.
Система отсчета играет важную роль в физике, так как позволяет устанавливать соотношения и делать предсказания о движении объектов. Использование СО позволяет более точно анализировать и описывать различные физические явления и процессы.
Что такое СО и зачем она нужна учащимся?
СО позволяет учащимся рассматривать объекты или системы относительно выбранной точки отсчета, которую часто принимают за неподвижное тело или центр масс. Использование СО значительно упрощает изучение физических концепций, таких как перемещение, скорость, ускорение и т.д.
Например, при изучении движения автомобиля, учащиеся могут использовать автомобиль как точку отсчета и анализировать его Кинематические характеристики относительно окружающей среды. Это позволяет им более глубоко понять и объяснить причины и результаты движения.
СО также позволяет решать задачи более эффективным способом, так как она облегчает применение физических законов и формул. Учащимся легче формулировать переменные и уравнения, относящиеся к задачам СО.
Использование СО является необходимым навыком для учащихся в изучении физики, так как это позволяет им более глубоко понимать мир вокруг посредством анализа и объяснения различных физических явлений и процессов.
Примеры задач по СО в физике 9 класса
Пример 1:
Летящий на джете лайнер преодолевает расстояние между двумя городами за 1 час 15 минут. Ветер дует в направлении перелета со скоростью 30 км/ч, а скорость самолета относительно воздуха составляет 900 км/ч. Определите скорость самолета относительно Земли.
Решение:
Для определения скорости самолета относительно Земли используем понятие скорости относительно неподвижного воздуха.
Скорость самолета относительно неподвижного воздуха равна разности скорости самолета относительно Земли и скорости ветра:
Vсамолет = Vсамолет/Земля — Vветер
Vсамолет = 900 км/ч — 30 км/ч
Vсамолет = 870 км/ч
Таким образом, скорость самолета относительно Земли составляет 870 км/ч.
Пример 2:
Человек идет от остановки до дома, каждый день приближаясь на 1 км. Два раза в неделю человек придерживается обычного графика движения и проходит расстояние от остановки до дома со скоростью 4 км/ч. В остальные дни человек проходит это расстояние с постоянной скоростью 5 км/ч. В конце недели человеку осталось пройти 2 км. Определите путь, который человек проходит в неделю.
Решение:
Рассмотрим каждый день отдельно.
Путь человека в понедельник:
Скорость движения: 5 км/ч
Время движения: 1 ч
Путь: 5 км.
Путь человека во вторник:
Скорость движения: 5 км/ч
Время движения: 1 ч
Путь: 5 км.
Путь человека в среду:
Скорость движения: 4 км/ч
Время движения: 1 ч
Путь: 4 км.
Путь человека в четверг:
Скорость движения: 5 км/ч
Время движения: 1 ч
Путь: 5 км.
Путь человека в пятницу:
Скорость движения: 5 км/ч
Время движения: 1 ч
Путь: 5 км.
В конце недели осталось пройти 2 км, которые человек пройдет в субботу и воскресенье со скоростью 5 км/ч (2 дня по 5 км = 10 км).
Общий путь человека за неделю составляет 5 км + 5 км + 4 км + 5 км + 5 км + 10 км = 34 км.
Таким образом, за неделю человек проходит 34 км.