KINEMATIKA. 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. Frekvence, perioda. Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0217

Transkript

1 KINEMATIKA 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. Frekvence, perioda Mgr. Jana Oslancová VY_32_INOVACE_F1r0217

2 OPAKOVÁNÍ Otázka 1: Uveď příklady takových hmotných bodů, které vykonávají rovnoměrný pohyb po kružnici. Otázka 2: Které veličiny, popisující pohyb hmotného bodu, jsou závislé na vzdálenosti od osy otáčení a jak? Otázka 3: Která veličina nezávisí na poloměru otáčení?

3 OPAKOVÁNÍ Otázka 4: Jak značíme úhel otočení a jaká je jeho základní jednotka? Jaký je převodní vztah mezi touto jednotkou a úhlovými stupni? Jaké metody pro převody jednotek můžeš použít?

4 OPAKOVÁNÍ Úkol 1: Doplň do tabulky hodnoty úhlu v radiánech, proveď náčrtek do jednotkové kružnice. φ / φ / rad φ / φ / rad

5 OPAKOVÁNÍ Úkol 2: Doplň do tabulky hodnoty úhlu ve stupních. Urči, o jak velkou část otočky, popř. o jaký počet otoček se jedná. φ /rad 2π π 3π/2 11π/6 6π 5π/3 7π/4 1 31,4 φ /

6 Úkol 3: Vypočítej rychlost a dráhu koncového bodu minutové ručičky a) budíku (r = 5cm), b) věžních hodin Big Benu (r = 3m), kterou urazí za 15 minut.

7 Řešení 3: Konce obou ručiček urazí dráhu rovnou ¼ obvodu: s = 2πr/4 Rovnoměrný pohyb: v = s/t

8 Úkol 4: Jak závisí velikost dráhy na úhlu otočení? Navrhni vztah pro výpočet dráhy v závislosti na úhlu otočení.

9 Dráha hmotného bodu pohybujícího se rovnoměrně po kružnici s = φ r Obvodová rychlost hmotného bodu pohybujícího se rovnoměrně po kružnici v = s /t = φr /t

10 DRÁHA ROVNOMĚRNÉHO POHYBU PO KRUŽNICI Úkol 5: Urči obvodovou rychlost chatrče na rovníku a dráhu, jakou urazí od rána do večera (12h). Řešení: s = πr = km, v = s/t = 1670 km/h

11 DRÁHA ROVNOMĚRNÉHO POHYBU PO KRUŽNICI Úkol 6: Urči dráhu bodu při otočení o 450 ve vzdálenosti 0,3cm od středu otáčení. Řešení: s = 2,36 cm

12 Otázka: Existuje jiná veličina, která nám jednoduše popíše rychlost otáčení např. CD, pily, kolotoče, aniž bychom zjišťovali obvodové rychlosti jednotlivých bodů v závislosti na vzdálenosti od osy otáčení?

13 Frekvence fyzikální veličina udává počet vykonaných otoček za sekundu značíme f základní jednotka: hertz Hz další jednotky: otočky za minutu (ot/min), otočky za sekundy (ot/s), apod.

14 Úkol 7: Urči frekvenci a) větrníku, který se otočí 3-krát za sekundu, 3 ot/s... f = 3 Hz b) řetízkového kolotoče, který vykoná 1 otočku za 5s, za 1s udělá 1/5 otočky... f = 0,2Hz a) gramofonové desky, která vykoná za minutu 33 a třetinu otáčky. 33,33 ot/min = 33,33 ot/60s = 0,56 ot/1s... f = 0,56 Hz

15 Perioda fyzikální veličina udává čas potřebný k vykonání jedné otočky značíme T základní jednotka: sekunda s

16 Úkol 8: Urči periodu a) větrníku, který se otočí 3-krát za sekundu, 3 ot za 1s = 1 otočka za 1/3s... T = 0,33s b) řetízkového kolotoče, který vykoná 1 otočku za 5s, a) gramofonové desky, která vykoná 33,33 ot/min. T = 5s 33,33 otáček za 60s = 1 otočka za 1,8 s... T = 1,8s

17 Úkol 9: Urči periodu a frekvenci Země, otáčející se a) kolem své vlastní osy, T = 24h = s, f = 1, Hz b) kolem Slunce (trajektorii Země považuj za kruhovou).

18 Úkol 10: Urči periodu, znáš-li frekvenci, a urči frekvenci, znáš-li periodu: a) f = 2 Hz b) f = 1 Hz c) f = 0,25 Hz d) T = 4 s e) T = 1 s f) T = 0,5 s 2 Hz = 2 otočky za sekundu... 1 otočka trvá 0,5s = T 1 Hz = 1 otočky za sekundu... 1 otočka trvá 1s = T 0,25 Hz = čtvrt otočky za sekundu... 1 otočka trvá 4s = T 1 otočka trvá 4s... za 1 sekundu stihne ¼ otočky... f = 0,25 Hz 1 otočka trvá 1s... za 1 sekundu stihne 1 otočku... f = 1 Hz 1 otočka trvá 0,5s... za 1 sekundu stihne 2 otočky... f = 2 Hz Úkol 11: Jak spolu souvisí perioda a frekvence?

19 Vztah mezi frekvencí a periodou f = 1/T T = 1/f jednotka 1Hz = 1s -1 ( za sekundu )

20 Úkol 12: Kulička koná rovnoměrný pohyb po kružnici o poloměru 50 cm s frekvencí 2 Hz. Určete periodu a velikost okamžité rychlosti kuličky. Řešení: r = 50 cm = 0,5 m, f = 2 Hz; T =?, v =? T = 1/f = 0,5s za 1s udělá 2 otočky, urazí s = 2 2πr = 6,3m...v = 6,3m/s 1 otočka trvá 0,5s, urazí s = 2πr = 3,14m...v = s/t = 6,3m/s

21 BONUSOVÝ DOMÁCÍ ÚKOL Vypočítejte frekvenci a velikost rychlosti Měsíce při jeho pohybu kolem Země. Předpokládejte, že se Měsíc pohybuje po kružnici o poloměru 3, km s periodou 27,3 dne.