Přednáška 3: Pohyb a rychlost UOPK_2001 Fyzikální principy techniky Stránka 1 Pohyb a rychlost Když jedeme v automobilu často sledujeme zařízení, kterému se říká tachometr. Jde o přístroj, který sleduje změny rychlosti v daném okamžiku. Poznáme, jestli automobil zrychluje nebo zpomaluje, pak se automobil pohybuje nerovnoměrně. Pokud ručička tachometru ukazuje stále stejnou rychlost, pohybuje se rovnoměrně. Rychlost  je porovnání dráhy ujeté za jednotku času  je to fyzikální veličina, která má svoji značku a základní jednotku  Rychlost je charakteristika pohybu, která nám sděluje, jakým způsobem se mění poloha tělesa (hmotného bodu) v čase.  Rychlost je vektorová fyzikální veličina, neboť udává jak velikost změny, tak i její směr. Pokud dva běžci závodí na stejné trati, pak se pohybují po stejné trajektorii a po skončení závodu mají za sebou také stejnou dráhu. Pokud však jeden ze závodníků doběhne do cíle dříve, nebudou pohyby obou závodníků stejné. Závodníci urazí tedy danou dráhu v rozdílném čase. Veličina charakterizující rozdíl v těchto pohybech je právě rychlost.  Označení: v  Jednotka: m/s nebo km/h  Převod jednotek rychlosti: 1m/s = 3,6 km/h  Výpočet rychlosti: v=s/t Průměrná rychlost  je porovnání dráhy ujeté za jednotku času  je to fyzikální veličina, která má svoji značku a základní jednotku vp … průměrná rychlost s … dráha, kterou dané těleso urazí za určitou dobu t … určitá doba (prostě doba jízdy, běhu, …) Okamžitá rychlost Jedná se rychlost v daném okamžiku. U rovnoměrného pohybu ale jede auto pořád třeba tou „padesátkou”, tak okamžitá rychlost je rovna rychlosti průměrné. Že pojem okamžitá rychlost není stále úplně jasný? Dobrá, možná to nevysvětluji ideálně; zkusím tedy nastínit rozdíl mezi průměrnou a okamžitou rychlostí na příkladě sprintera na 100 m. Přednáška 3: Pohyb a rychlost UOPK_2001 Fyzikální principy techniky Stránka 2 Představme si běžce, který uběhne 100 m za 10 sekund. Jeho průměrná rychlost tedy je: Když se rozbíhá nebo když finišuje, tak rychlosti v těchto okamžicích jsou určitě jiné. Při rozběhu menší než průměrná rychlost, při finiši pak logicky větší. Okamžitá rychlost se tedy mění a není vždy stejná, jako rychlost průměrná. No a u rovnoměrného přímočarého pohybu je pak okamžitá rychlost stále stejná, tím pádem je i stejná, jako rychlost průměrná. Dráha Vyjádřili jsme si ji ze vztahu pro průměrnou rychlost. Tento vztah nám vlastně říká, že dráha se rovnoměrně zvětšuje. To, že se třeba dráha cyklisty, který jede na kole, s časem zvyšuje, je jasné. U rovnoměrného pohybu se ale zvyšuje rovnoměrně – každou sekundu se tedy zvětší o stejný kus. Pokud tedy cyklista jede stálou rychlostí o velikost 12 m ∙ s−1 , znamená to, že se každou sekundu jeho ujetá dráha zvýší o 12 m. Grafy Graf závislosti rychlosti na čase rovnoměrného přímočarého pohybu Velikost rychlosti se u rovnoměrného přímočarého pohybu nemění, což znázorňuje úsečka rovnoběžná s osou x. Velikost rychlosti je po celou dobu (7 sekund) stále stejná, 20 m ∙ s−1 . Okamžitá rychlost je také stále stejná. Některé okamžiky jsou vyneseny čárkovanou čárou. V daných okamžicích, jak vidno, je velikost rychlosti stále 20 m ∙ s-1 . Dá se z toho grafu vyčíst, jakou dráhu těleso během 7 sekund danou rychlostí urazilo? No asi dá, když se takhle ptám :-) Dráha se totiž vypočítá s = vp ∙ t. Tedy vp je v našem obrázku číselně rovno 20 (vzdálenost na ose y od 0 do 20) t je v našem obrázku číselně rovno 7 (vzdálenost na ose x od 0 do 7) Jedná se vlastně o velikosti stran obdélníku (může to být, při vhodném nákresu, i čtverec). Dráha je pak velikostně rovna obsahu Přednáška 3: Pohyb a rychlost UOPK_2001 Fyzikální principy techniky Stránka 3 tohoto obdélníku. Dráha s = 20 ∙ 7 m = 140 m (pozor na to, abychom mezi sebou násobili čísla s odpovídajícími jednotkami) Graf závislosti dráhy na čase rovnoměrného přímočarého pohybu Vidíme, jak již bylo řečeno, že dráha narůstá, a to rovnoměrně. Každou sekundu se v tomto případě zvětší o 20 m. Rychlost je tedy 20 m ∙ s−1.