Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Механика → Динамика ↓


Графическое представление движения


В изучении динамики понимание движения является основополагающим. Движение описывает изменение положения объекта во времени. Мы можем понять и проанализировать это движение, используя различные графические методы, которые помогают визуализировать, как движутся объекты. В 10 классе физики графическое представление движения помогает учащимся лучше понять и интерпретировать концепции движения, такие как перемещение, скорость и ускорение, через чтение и интерпретацию графиков.

Понимание типов графиков движения

Основными видами графиков, используемых для изображения движения, являются графики положения-времени, скорости-времени и ускорения-времени. Каждый тип графика предоставляет определённую информацию о движении объекта.

График положения-времени

График положения-времени или график расстояния-времени показывает, как положение объекта изменяется со временем. Ось «x» часто представляет время, а ось «y» — положение.

Интерпретация графика положения-времени

График положения-времени может рассказать нам много о движении:

  • Горизонтальная линия: Эта линия представляет объект в покое, поскольку его положение не меняется со временем.
  • Наклонная линия: Указывает на постоянную скорость. Наклон показывает, как быстро движется объект.
  • Изогнутая линия: Она показывает изменение скорости, тем самым указывая на ускорение.

Пример графика положения-времени


      
      
      Время
      Положение

На графике выше линии представляют постоянную скорость с постоянной скоростью, так как они прямые. Изогнутая часть представляет изменяющуюся скорость.

Графики скорость-время

Графики скорость-время показывают, как скорость объекта изменяется со временем. Эти графики дают информацию о мгновенной скорости объекта, изменении скорости и ускорении.

Интерпретация графика скорость-время

  • Горизонтальная линия: Представляет постоянную скорость, то есть отсутствие ускорения.
  • Наклонная линия: Показывает изменение скорости, что указывает на ускорение.
  • Площадь под графиком: Дает перемещение за временной интервал.

Пример графика скорость-время


      
      
      Время
      Скорость

Этот график показывает увеличение скорости, период постоянной скорости и, наконец, последующее ускорение.

Графики ускорения-время

Графики ускорения-время отображают, как объект ускоряется со временем. Постоянное ускорение будет показывать прямую горизонтальную линию на графике ускорения, в то время как изменение ускорения будет показывать наклонную линию.

Интерпретация графика ускорения-время

  • Горизонтальная линия: Представляет постоянное ускорение.
  • Наклонная линия: Показывает увеличение или уменьшение ускорения.
  • Площадь под графиком: Дает изменение скорости за временной интервал.

Пример графика ускорения-время


      
      
      Время
      Ускорение

График выше показывает изменение ускорения после постоянного ускорения.

Уравнение времени и скорости на графике

Чтобы понять уравнения кинематики, полезно видеть, как они представлены графически.

Уравнения движения

В динамике часто используются конкретные уравнения для движения при постоянном ускорении, которые можно анализировать графически:

  1. Первое уравнение:
    v = u + at

    где v — конечная скорость, u — начальная скорость, a — ускорение, и t — время.

  2. Второе уравнение:
    s = ut + (1/2)at2

    где s — перемещение.

  3. Третье уравнение:
    v2 = u2 + 2as

    Это уравнение связывает скорости с перемещениями и ускорениями.

Эти уравнения используются для расчета переменных при анализе движения на графике. Для графиков скорость-время и положение-время эти формулы выражают различные сегменты графика.

Примеры с уравнениями движения

Если вы знаете, что объект стартует из состояния покоя (u = 0) и набирает скорость 2 м/с² за 4 секунды, уравнения становятся:

- Конечная скорость:
v = 0 + (2)(4) = 8 м/с
- Перемещение за этот период:
s = (0)(4) + (1/2)(2)(4)2 = 16 метров

Анализ графика и приложения в реальной жизни

Приложения в реальной жизни

Графическое представление движения является не только абстрактной концепцией; оно отражает реальные ситуации в различных областях, таких как:

  • Легкая атлетика: мониторинг темпа спортсмена и улучшение результатов с течением времени.
  • Транспорт: оценка скорости транспортного средства и ускорения для эффективности и безопасности.
  • Астрономия: анализ движения небесных тел.

Пример задачи

Представьте себе автомобиль, который увеличивает скорость от светофора, движется с постоянным ускорением, а затем достигает максимальной скорости перед остановкой. Как можно показать эти данные на графике?

  1. График положения-времени: начиная с начала координат, с изогнутым вверх путем по мере увеличения скорости автомобиля, становясь более линейным после достижения постоянной скорости.
  2. График скорость-время: начинается с нуля, с прямой увеличивающейся линией, представляющей ускорение, плоской линией, представляющей постоянную скорость, и уменьшающейся линией, представляющей замедление автомобиля.
  3. График ускорение-время: показывает линию на уровне ускорения при разгоне, возвращается к нулю при постоянной скорости и имеет отрицательный наклон при замедлении.

Каждый из этих графиков поможет точно определить и описать каждый этап путешествия автомобиля, а также помочь точно предсказать его будущее поведение.

Заключение

Вкратце, графическое представление движения предоставляет исчерпывающую информацию о том, как объекты перемещаются в пространстве и времени. Он превращает сложные вычисления движения в визуальные нарративы, что облегчает понимание и предсказание поведения движения. Работа с этими графиками и их интерпретация развивают более глубокое понимание природы движения в контексте реального мира для физики 10 класса и дальше.


Десятый класс → 1.1.6


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (1.1.5)
Ускорение
Следующий (1.1.7) →
Equations of motion

Комментарии 



Графическое представление движения

https://www.physicsflow.com/g10/1.1.6?pfal=ru