תנועה אחידה: תרגילים נפתרים והערות

תנועה אחידה היא מהירות שמהירותה אינה משתנה עם הזמן. כאשר התנועה עוקבת אחר מסלול קו ישר, היא נקראת תנועה ישרה אחידה (MRU).

נצל את השאלות שנפתרו והגיבו להלן בכדי לבדוק את הידע שלך בנושא חשוב זה של קולנוע.

סוגיות בחינת הכניסה נפתרו

שאלה 1

(Enem - 2016) שני כלי רכב שנוסעים במהירות קבועה בכביש, באותו כיוון וכיוון, חייבים לשמור על מרחק מינימלי אחד מהשני. הסיבה לכך היא שתנועת הרכב, עד שהוא מגיע לעצירה מוחלטת, מתרחשת בשני שלבים, מרגע שהנהג מזהה בעיה הדורשת בלימה פתאומית. הצעד הראשון נקשר למרחק שעובר הרכב בין מרווח הזמן שבין גילוי הבעיה להפעלת הבלמים. השנייה קשורה למרחק שעוברת המכונית בזמן שהבלמים פועלים בהאטה מתמדת.

בהתחשב במצב המתואר, איזו סקיצה גרפית מייצגת את מהירות המכונית ביחס למרחק שעבר עד שהיא נעצרת לחלוטין?

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד

כאשר פותרים בעיות בגרפים, חשוב לשים לב היטב לכמויות אליהן מתייחס הגרף.

בגרף השאלה יש לנו את המהירות כפונקציה של המרחק המכוסה. היזהר לא לבלבל את זה עם גרף המהירות לעומת הזמן!

בשלב הראשון המצוין בבעיה, מהירות המכונית קבועה (MRU). בדרך זו, הגרף שלך יהיה קו מקביל לציר המרחק.

בשלב השני הופעלו הבלמים שנותנים האטה מתמדת למכונית. לכן, למכונית יש תנועה ישר ישר (MRUV).

לאחר מכן עלינו למצוא משוואה המתייחסת למהירות למרחק ב- MRUV.

במקרה זה נשתמש במשוואת Torricelli, המצוינת להלן:

v² = v₀² + 2. ה. בְּ-

שים לב שבמשוואה זו המהירות בריבוע והמכונית מקבלת האטה. לכן המהירות תינתן על ידי:

לכן, קטע הגרף המתייחס לשלב השני יהיה עקומה כאשר הקעירות פונה כלפי מטה, כפי שמוצג בתמונה למטה:

שאלה 2

(Cefet - MG - 2018) שני חברים, פדרו ופרנסיסקו, מתכוונים לרכוב על אופניים ומסכימים להיפגש בדרך. פדרו עומד במקום המיועד וממתין לבוא חברו. פרנסיסקו עובר בנקודת המפגש במהירות קבועה של 9.0 מ 'לשנייה. באותו רגע פדרו מתחיל לנוע עם תאוצה קבועה גם של 0.30 מ 'לשנייה². המרחק שעבר פדרו כדי להגיע לפרנסיסקו, במטרים, שווה ל

א) 30
ב) 60
270
ד) 540

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) 540

התנועה של פרנסיסקו היא תנועה אחידה (מהירות קבועה) ושל פדרו מגוונת באופן אחיד (תאוצה מתמדת).

אז נוכל להשתמש במשוואות הבאות:

כשהם נפגשים, המרחקים המכוסים שווים, אז בואו נשווה את שתי המשוואות ונחליף את הערכים הנתונים:

עכשיו, כשאנחנו יודעים מתי המפגש התרחש, נוכל לחשב את המרחק המכוסה:

Δs = 9. 60 = 540 מ '

ראה גם: נוסחאות קינמטיקה

שאלה 3

(UFRGS - 2018) בשדות תעופה גדולים ובקניונים יש שטיחים נעים אופקיים המאפשרים תנועה של אנשים. שקול חגורה באורך 48 מ 'ובמהירות 1.0 מ' / שנייה. אדם נכנס להליכון וממשיך ללכת עליו במהירות קבועה באותו כיוון תנועה כמו ההליכון. האדם מגיע לקצה השני 30 שניות לאחר שנכנס להליכון. כמה מהר, ב- m / s, האדם הולך על ההליכון?

א) 2.6
ב) 1.6
ג) 1.0
ד) 0.8
ה) 0.6

ראה תשובה

חלופה נכונה: ה) 0.6

עבור צופה העומד מחוץ להליכון, המהירות היחסית שהוא רואה את האדם נע שווה למהירות ההליכון בתוספת מהירות האדם, כלומר:

v_ר = v_AND + v_פ

מהירות החגורה שווה ל- 1 m / s והמהירות היחסית שווה ל:

החלפת ערכים אלה מהביטוי הקודם יש לנו:

ראה גם: תרגילי מהירות ממוצעת

שאלה 4

(UNESP - 2018) ג'וליאנה מתאמנת במירוצים ומצליחה לרוץ 5.0 ק"מ תוך חצי שעה. האתגר הבא שלך הוא להשתתף במירוץ סאו סילבסטר, שנמשך 15 ק"מ. מכיוון שמדובר במרחק ארוך יותר ממה שרגיל לרוץ, המדריך שלך הורה לך להקטין את המהירות הממוצעת הרגילה שלך ב -40% במהלך המבחן החדש. אם תעקוב אחר ההדרכה של המדריכה שלה, ג'וליאנה תסיים את מירוץ סאו סילבסטר ב

א) 2 שעות 40 דקות
ב) 3:00 לפנות בוקר
ג) 2 שעות 15 דקות
ד) 2 שעות 30 דקות
ה) 1 שעות 52 דקות

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) 2 שעות 30 דקות

אנו יודעים שבמרוץ סאו סילבסטר היא תפחית את המהירות הממוצעת הרגילה שלה ב -40%. לכן, החישוב הראשון יהיה למצוא את המהירות הזו.

לשם כך, נשתמש בנוסחה:

מכיוון ש- 40% מ- 10 שווה ל- 4, יש לנו שהמהירות שלה תהיה:

v = 10 - 4 = 6 קמ"ש

שאלה 5

(יוניקמפ - 2018) ממוקם על חוף פרו, צ'נקיו, המצפה העתיק ביותר באמריקה, מורכב משלושה עשר מגדלים המשתרעים מצפון לדרום לאורך גבעה. ב- 21 בדצמבר, כאשר מתרחשת יום ההיפוך בקיץ בחצי הכדור הדרומי, השמש עולה מימין למגדל הראשון (דרום), בקצה הימני ביותר, מנקודת תצפית מוגדרת. ככל שעוברים הימים המיקום בו השמש עולה זזה בין המגדלים לכיוון שמאל (צפון). אתה יכול לחשב את היום בשנה על ידי התבוננות באיזה מגדל עולה בקנה אחד עם מיקום השמש עם שחר. ב- 21 ביוני, שעון החורף בחצי הכדור הדרומי, השמש עולה משמאלו של המגדל האחרון בקצה הרחוק. שמאלה וככל שהימים עוברים, הוא נע לכיוון ימין, כדי להפעיל מחדש את המחזור בדצמבר הבא. בידיעה שמגדלי צ'נקילו ממוקמים מעל 300 מטר על ציר צפון-דרום, מהירות סקלרית ממוצעת בה נע זריחת הזריחה דרך המגדלים על אודות

א) 0.8 מ 'ליום.
ב) 1.6 מ 'ליום.
ג) 25 מ 'ליום.
ד) 50 מ 'ליום.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) 1.6 מ 'ליום.

המרחק בין המגדל הראשון למגדל האחרון שווה ל -300 מטר והשמש לוקח חצי שנה להשלים את המסע הזה.

לכן, בשנה אחת (365 יום) המרחק יהיה שווה ל 600 מטר. לפיכך, המהירות הסקלרית הממוצעת תימצא על ידי ביצוע:

שאלה 6

(UFRGS - 2016) פדרו ופאולו משתמשים באופניים מדי יום כדי ללכת לבית הספר. התרשים שלהלן מראה כיצד שניהם כיסו את המרחק לבית הספר, כפונקציה של זמן, ביום נתון.

שקול את ההצהרות הבאות בהתבסס על התרשים.

אני - המהירות הממוצעת שפיתח פדרו הייתה גבוהה מזו שפיתח פאולו.
II - המהירות המרבית פותחה על ידי פאולו.
III- שניהם נעצרו באותו פרק זמן במהלך נסיעותיהם.

אילו נכונים?

א) רק אני
ב) רק II.
ג) רק III.
ד) רק II ו- III.
ה) I, II ו- III.

ראה תשובה

חלופה נכונה: א) רק אני.

כדי לענות על השאלה, בואו נסתכל על כל הצהרה בנפרד:

אני: בואו נחשב את המהירות הממוצעת של פדרו ופאולו כדי להגדיר איזה מהן היה גבוה יותר.

לשם כך נשתמש במידע המוצג בתרשים.

אז המהירות הממוצעת של פיטר הייתה גבוהה יותר, כך שההצהרה הזו נכונה.

II: כדי לזהות את המהירות המרבית, עלינו לנתח את שיפוע הגרף, כלומר את הזווית ביחס לציר x.

כשמסתכלים על התרשים שלמעלה, אנו מבחינים כי השיפוע הגבוה ביותר מתאים לפיטר (זווית אדומה) ולא לפול, כפי שצוין בהצהרה II.

באופן זה, הצהרה II שקרית.

III: פרק הזמן העצור תואם, בגרף, את המרווחים שבהם הקו הישר אופקי.

בניתוח הגרף אנו יכולים לראות כי הזמן בו נעצר פאולו היה שווה ל 100 שניות, ואילו פדרו נעצר למשך 150 שניות.

לכן גם אמירה זו שקרית. לכן, רק האמירה אני נכונה.

שאלה 7

(UERJ - 2010) רקטה רודפת אחרי מטוס, שניהם במהירות קבועה ובאותו כיוון. בעוד הרקטה עוברת 4.0 ק"מ, המטוס נוסע 1.0 ק"מ בלבד. תודו שברגע t₁המרחק ביניהם הוא 4.0 ק"מ וזה בזמן t₂, הרקטה מגיעה למטוס.
בזמן t₂ - t₁, המרחק שעברה הרקטה, בקילומטרים, מתאים בערך ל:

א) 4.7
ב) 5.3
ג) 6.2
ד) 8.6

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) 5.3

בעזרת המידע מהבעיה נוכל לכתוב את המשוואות למיקום הרקטה והמטוס. שים לב שברגע t₁ (רגע ראשוני) המטוס נמצא במצב של 4 ק"מ.

כדי שנוכל לכתוב את המשוואות הבאות:

בזמן הפגישה עמדות ס_F ורק_ה הם אותו דבר. כמו כן, מהירות המטוס נמוכה פי 4 ממהירות הרקטה. לכן:

להיות v_F.t = s_Fכך שהמרחק שעבר הרקטה היה כ -5.3 ק"מ.

ראה גם: תנועה מגוונת באופן אחיד - תרגילים

שאלה 8

(Enem - 2012) חברת הובלה צריכה לספק הזמנה בהקדם האפשרי. לשם כך צוות הלוגיסטיקה מנתח את המסלול מהחברה למקום המסירה. היא בודקת שיש למסלול שני קטעים של מרחקים שונים ומהירויות מרביות שונות המותרות. במתיחה הראשונה המהירות המקסימלית המותרת היא 80 קמ"ש והמרחק שיש לכסות הוא 80 ק"מ. בחלק השני, שאורכו 60 ק"מ, המהירות המקסימלית המותרת היא 120 קמ"ש. בהנחה שתנאי התנועה נוחים לרכב החברה לנסיעה ברציפות במהירות המקסימלית המותרת, מה יהיה הזמן הדרוש, בשעות, ל ביצוע המשלוח?

א) 0.7
ב) 1.4
ג) 1.5
ד) 2.0
ה) 3.0

ראה תשובה

חלופה נכונה: ג) 1.5

כדי למצוא את הפתרון, בואו נחשב את הזמן בכל רגל במסלול.

מכיוון שהרכב יהיה בכל מהירות באותה מהירות, נשתמש בנוסחת MRU, כלומר:

לכן זה ייקח 1.5 שעות (1 + 0.5) להשלים את כל המסע.

ראה גם: קינמטיקה

שאלה 9

(FATEC - 2018) מכשירים אלקטרוניים המונחים על כבישים ציבוריים, המכונים מכ"מים קבועים (או "דרורים"), עובדים באמצעות מערכת חיישנים המוצבת על רצפת הכבישים הללו. לולאות גלאי (סט של שני חיישנים אלקטרומגנטיים) מונחות על כל פס נושא. מכיוון שלאופנועים ולרכבים יש חומרים פרומגנטיים, כאשר הם עוברים דרך החיישנים, מעובדים האותות המושפעים ונקבעים שתי מהירויות. אחד בין החיישן הראשון לשני (לולאה 1); והשני בין החיישן השני והשלישי (לולאה 2), כפי שמוצג באיור.

שתי המהירויות הנמדדות הללו מאומתות ומתואמות למהירויות שיש לקחת בחשבון (V._Ç), כפי שמוצג בטבלה החלקית של ערכי ייחוס מהירות להפרות (אמנות. 218 לקוד התעבורה הברזילאי - CTB). אם מהירויות אלו המאומתות בלולאה הראשונה והשנייה שוות, ערך זה נקרא מהירות נמדדת (V._M), וזה קשור למהירות הנחשבת (V_Ç). המצלמה מופעלת כדי להקליט את התמונה של לוחית הרישוי של הרכב שתקנס רק במצבים שבהם זה חורג מהמגבלה המקסימלית המותרת לאותו מיקום וטווח גלילה, בהתחשב בערכים של וי_Ç.

קחו בחשבון שבכל נתיב החיישנים נמצאים במרחק של כ -3 מטרים אחד מהשני והנחו שהמכונית באיור היא עוברים שמאלה ועוברים דרך הלולאה הראשונה במהירות של 15 מ 'לשנייה, ובכך לוקח 0.20 שניות לעבור דרך השנייה קישור. אם הגבלת המהירות של נתיב זה היא 50 קמ"ש, אנו יכולים לומר כי הרכב

א) לא ייקנס, שכן וי_M נמוך מהמהירות המינימלית המותרת.
ב) לא ייקנס, שכן וי_Ç הוא פחות מהמהירות המרבית המותרת.
ג) לא ייקנס, שכן וי_Ç נמוך מהמהירות המינימלית המותרת.
ד) ייקנס מאז וי_M גדול מהמהירות המרבית המותרת.
ה) ייקנס, כמו וי_Ç גדול מהמהירות המרבית המותרת.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) לא ייקנס, שכן וי_Ç הוא פחות מהמהירות המרבית המותרת.

ראשית, עלינו לדעת את המהירות הנמדדת (V_M) בקמ"ש כדי למצוא, דרך הטבלה, את המהירות הנחשבת (V_Ç).

לשם כך, עלינו להכפיל את המהירות שהודיעה על ידי 3.6, כך:

15. 3.6 = 54 קמ"ש

מהנתונים בטבלה אנו מוצאים כי V_Ç = 47 קמ"ש. לכן, הרכב לא ייקנס, שכן וי_Ç נמוך מהמהירות המרבית המותרת (50 קמ"ש).

למידע נוסף, ראה גם:

• תנועה אחידה
• תנועה זוויתית אחידה
• תנועה מגוונת באופן אחיד
• תנועה זוויתית מגוונת באופן אחיד