Mgr. Jan Krejčí
Podzim 2013
Pohyb a rychlost – rande s fyzikou
2.1 Pohyb hmotného bodu
Přeměty okolo nás
● jsou z hlediska fyziky tělesa
● tělesa mají určitý tvar, objem a hmotnost
● koná-li těleso pohyb z místa na místo, nemění svůj
tvar a objem a jeho rozměry jsou malé v porovnání
se vzdáleností, kterou proběhne, můžeme těleso
nahradít zjednodušeným modelem, který nazýveme
hmotný bod
Pohyb a klid jsou relativní
● záleží na pozorovateli
Relativita polohy a pohybu
Relativita
● jedná se o klasickou Galileovu relativitu, nikoliv
o moderní Einsteinovu teorii
● relativní je poloha: udělej čelem vzad, a to co bylo
vlevo, je teď vpravo, co bylo vpředu je vzadu
a naopak
● relativní je pohyb: jedu-li ve vlaku, spolucestující
je vůči mně v klidu, ale vůči osobě na nástupišti se
pohybuje
● pro popis pohybu musíme určit vztažnou soustavu
Studium pohybu a sil v mechanice
Kinematika
● studuje pohyb HB či tělesa pouze popisně,
nezajímá se o příčiny pohybu
Dynamika
● studuje příčiny pohybu HB nebo tělesa, dochází
k závěru, že změnu pohybu způsobují síly
Statika
● zjišťuje, že síly mohou mít i jiné účinky než pohyb
● zabývá se silami působícími na tělesa v klidu
Trajektorie, dráha, posunutí,
Trajektorie
● křivka (myšlená čára), po které se HB pohybuje
Dráha s
● délka této křivky; fyzikální veličina [s] = m
Posunutí r
● šipka spojující počáteční a koncový bod trajektorie
● fyzikální veličina – vektor (má nejen velikost, ale
i směr)
● |r| = r ; [r] = m … metr, jednotka délky
Rychlost průměrná a okamžitá
Čas t (angl. time)
● fyzikální veličina – skalár [t] = s … sekunda
Rychlost v (angl. velocity)
● urazí-li hmotný bod dráhu s za čas t, pak jeho
průměrná rychlost vp
je
● okamžitou rychlost vypočteme z pohybu za velmi
krátký časový úsek ∆t, kdy HB urazí dráhu ∆s
vp =
s
t
v =
∆ s
∆t
Jednotky rychlosti
Hlavní jednotka rychlosti - SI
● metr za sekundu
Vedlejší jednotky rychlosti
● kilometr za hodinu 1 m.s-1
= 3,6 km.h-1
●
rychlost zvuku ve vzduchu 1 mach = 331,5 m.s-1
● rychlost světla ve vakuu 1 c = 3,00 . 108
m.s-1
Vedlejší jednotky se používají pro měření rychlostí
automobilů (km.h-1
), tryskových letadel (mach),
nebo částic v urychlovačích (c)
[v] =
[s]
[t]
=
m
s
= m.s
−1
Druhy pohybů
Podle okamžité rychlosti
● rovnoměrný (okamžitá rychlost je konstantní)
● nerovnoměrný (okamžitá rychlost se mění)
● rovnoměrně zrychlený
● obecný
Podle trajektorie
● přímočarý (trajektorie je přímka)
● křivočarý (trajektorie je křivka)
● po kružnici
● po jiné kuželosečce (elipse, parabole, hyperbole)
● obecný
Rovnoměrný přímočarý pohyb
s
v t.
v = konst.
t
t
s
v
Využity výukové materiály Michala Musílka – FYZIKA pro
netechnické obory, dostupné z http://musilek.eu/fyzika/
Mgr. Jan Krejčí - jkrejci@ped.muni.cz
Katedra fyziky, chemie a odborného vzdělávání
Institut pedagogického vývoje a inovací
Pedagogická fakulta Masarykovy univerzity
Poříčí 7, 60300 Brno, CZ