Tor ruchu, droga i przemieszczenie
W tej lekcji1/15
Przebiegłam właśnie całe okrążenie bieżni — równe 400 metrów, ledwo dyszę! A znajomy fizyk patrzy na mnie i mówi: gratuluję, twoje przemieszczenie wynosi zero. Zero?! Przecież się naprawdę nabiegałam! Zaraz sprawdzimy, kto tu ma rację — bo w fizyce droga i przemieszczenie to dwie różne rzeczy.
Tor, czyli ślad, jaki zostawia ruch
Wyobraź sobie, że ciało w ruchu zostawia za sobą ślad — jak samolot smugę na niebie albo rower ślad opon na mokrym piasku. Ta linia to właśnie tor ruchu.
Kształt toru zależy od układu odniesienia
Uwaga na jedną rzecz: kształt toru zależy od układu odniesienia — a ten już znasz z poprzedniej lekcji. Zawór w kole jadącego roweru względem ramy roweru zatacza okrąg, ale względem drogi kreśli falującą krzywą.
Droga i przemieszczenie — licznik kroków kontra linijka
Skoro tor to linia, po której ciało się porusza, to:
Licznik kroków i linijka na jednej trasie
Droga działa jak licznik kroków: dolicza każdy metr, obojętnie w którą stronę idziesz. Przemieszczenie działa jak linijka przyłożona od startu do mety: interesuje je tylko, gdzie ruch się zaczął i gdzie skończył.
Kiedy obie wielkości są równe
Droga wyszła większa niż przemieszczenie — i tak jest zawsze, gdy tor nie jest prostą przebytą w jedną stronę. Równe są tylko wtedy, gdy ciało jedzie prosto i nie zawraca.
Spacer z zakrętem — liczymy obie wielkości
- 1
Listonoszka idzie 300 m na wschód, skręca i idzie jeszcze 400 m na północ. Wypisujemy dane.
- 2
Droga to długość całego toru, więc dodajemy oba odcinki.
- 3
Tor listonoszki: 300 m na wschód (w prawo), potem 400 m na północ (w górę). Jedna kratka to 50 m Przemieszczenie to odcinek prosto od startu do mety. Trasa ma kształt dwóch boków trójkąta prostokątnego o przyprostokątnych 300 m i 400 m.
- 4
Ten sam tor domknięty odcinkiem od startu do mety: to właśnie przemieszczenie, 500 m (jedna kratka to 50 m) Trójkąt o bokach 300, 400 i 500 to powiększony słynny trójkąt o bokach 3, 4, 5 — jego najdłuższy bok łączy start z metą.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Rowerzystka przejechała 600 m na wschód, po czym zawróciła i przejechała 200 m na zachód. Ile metrów wynosi wartość jej przemieszczenia?
Pułapka! Droga to nie to samo co przemieszczenie
Najczęstszy błąd w tym temacie: używanie słów droga i przemieszczenie zamiennie, jakby znaczyły to samo. W życiu codziennym może i tak — w fizyce nigdy.
Powrót do szkoły po zeszyt — cztery momenty ruchu
Rozbrójmy pułapkę na przykładzie powrotu do domu. Wychodzisz ze szkoły i idziesz do domu odległego o 800 m:
Jedna kolumna tylko rośnie, druga może maleć
Porównaj obie kolumny tabeli. Droga w czasie ruchu nigdy nie maleje — każdy przebyty metr ją powiększa, obojętnie w którą stronę. Przemieszczenie może maleć, a nawet spaść do zera, gdy wrócisz do punktu startu.
Test na sprawdzianie: start i meta w jednym punkcie
Stąd prosty test na sprawdzianie: jeśli start i meta to ten sam punkt, przemieszczenie wynosi 0 — choćby droga miała kilometry.
Bieg dookoła boiska — zero, które ma sens
- 1
Wracamy do biegu z początku lekcji: jedno pełne okrążenie bieżni o długości 400 m. Droga to długość przebytego toru.
- 2
Start i meta okrążenia to ten sam punkt, więc odcinek od startu do mety ma długość zero.
- 3
Po dwóch okrążeniach droga jest już dwa razy większa, a przemieszczenie — wciąż zerowe.
- 4
To samo działa na spacerze: pętla ścieżkami parku może mieć 3 km drogi, ale jeśli kończysz tam, gdzie startujesz, przemieszczenie to 0.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Dron poleciał 30 m na wschód, a potem 40 m na północ. Ile metrów wynosi wartość jego przemieszczenia? Podpowiedź: jego trasa to dwa boki trójkąta prostokątnego.
Ściąga do zapamiętania
Tor, droga i przemieszczenie
Tor — linia, po której porusza się ciało (prostoliniowy lub krzywoliniowy). Droga s — długość toru, w metrach; w czasie ruchu nigdy nie maleje. Przemieszczenie — odcinek od startu do mety wraz z kierunkiem; może maleć, a gdy start = meta, wynosi 0 (okrążenie bieżni 400 m: droga 400 m, przemieszczenie 0). Droga i przemieszczenie są równe tylko w ruchu prostoliniowym bez zawracania. Przykład: 300 m na wschód + 400 m na północ to droga 700 m, ale przemieszczenie 500 m (trójkąt 3-4-5).
Sprawdź się!
Odpowiedziano na 0 z 5 pytańSkróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.
Co to jest tor ruchu?
Biegacz przebiegł jedno pełne okrążenie bieżni o długości 400 m. Ile wynoszą jego droga i przemieszczenie?
Rysunek pokazuje trasę pieszego wzdłuż prostej ulicy: najpierw 500 m na wschód, potem 300 m na zachód. Ile wynoszą jego droga i wartość przemieszczenia?
Która wielkość NIGDY nie maleje w czasie ruchu?
Kurier przeszedł 300 m na wschód, a potem 400 m na północ. Ile wynosi wartość jego przemieszczenia?