Ця тема буде корисна не тільки учням середньої школи, але навіть дорослим. Крім того, стаття буде цікава батькам, охочим пояснити своїм дітям прості речі з природничих наук. Серед дуже важливих тем – це швидкість в фізиці. Досить часто учні не можуть розібратися у вирішенні завдань, відрізнити наявні види швидкостей, а ще складніше зрозуміти наукові визначення. Тут ми розглянемо всі на більш доступною мовою, щоб було не тільки все ясно, але навіть цікаво. А ось запам'ятати деякі речі все ж доведеться, так як технічні науки (фізика і математика) вимагають заучувати напам'ять формули, одиниці вимірювання і, звичайно ж, значення символів у кожній формулі.

Де зустрічається?

Для початку згадаємо, що дана тема відноситься до такого розділу фізики як механіка, розділу «Кінематика». Крім того, вивчення швидкості на цьому не закінчується, воно буде і в наступних розділах:

оптика,

коливання і хвилі,

термодинаміка,

квантова фізика і так далі.

Також поняття швидкість зустрічається в хімії, біології, географії, інформатики. У фізиці тема «швидкість» зустрічається найчастіше і вивчається поглиблено. Крім того, дане слово вживається в повсякденному житті усіма нами, особливо серед автомобілістів, водіїв транспортної техніки. Навіть досвідчені кулінари іноді використовують фразу, наприклад, «збити яєчні білки міксером на середній швидкості».

Що таке швидкість?

Швидкість у фізиці – це кінематична величина. Означає відстань, яке долається тілом за якийсь проміжок часу. Припустимо, молода людина рухається від будинку до магазину, долаючи двісті метрів за одну хвилину. Навпаки, його старенька бабуся пройде тим же маршрутом за шість хвилин дрібними кроками. Тобто хлопець переміщається набагато швидше своєї літньої родички, так як розвиває швидкість набагато більше, роблячи дуже швидкі довгі кроки.


Те ж саме варто сказати про автомобіль: одна машина їде швидше, а інша повільніше, тому що швидкості руху різні. Пізніше ми розглянемо численні приклади, пов'язані з цим поняттям.

Формула

На уроці в школі обов'язково розглядається формула швидкості у фізиці для того, щоб було зручно вирішувати задачі.

V – це, відповідно, швидкість руху;

S – відстань, яке долається тілом при переміщенні від однієї точки в просторі до іншого;

t – час переміщення.

Слід запам'ятати формулу, тому що вона стане в нагоді в майбутньому при вирішенні багатьох завдань і не тільки. Наприклад, вам може бути цікаво, з якою швидкістю дійдете від дому до роботи чи місця навчання. Але ви заздалегідь можете дізнатися відстань по карті в смартфоні або на комп'ютері, або за паперового варіанту, знаючи масштаб і маючи при собі лінійку. Далі ви засікати час, перед тим, як почати рух. Прийшовши на місце призначення, дивіться, скільки хвилин або годин знадобилося пройти без зупинки.

У чому вимірюється?

Швидкість найчастіше вимірюється по системі одиниць СІ. Нижче представлені не тільки одиниці, але й приклади того, де вони застосовуються:

км/год (кілометр на годину) - транспорт;

м/с (метр в секунду) - вітер;

км/с (кілометр в секунду) – космічні об'єкти, ракети;

мм/год (міліметр за годину) - рідини.

Давайте для початку розберемося, звідки взялася дробова риса і чому одиниця виміру саме така. Зверніть увагу з фізики на формулу швидкості. Що ви бачите? В чисельнику стоїть S (відстань, шлях). У чому вимірюється відстань? В кілометрах, метрах, міліметрах. У знаменнику, відповідно, t (час) – години, хвилини, секунди. Звідси і одиниці вимірювання величини саме такі, як представлено на початку даного розділу.
Закріпимо з вами вивчення формули швидкості у фізиці наступним чином: яка відстань подолає тіло за конкретний проміжок часу? Наприклад, людина пройде 5 кілометрів за 1 годину. Загальна: швидкість руху людини – 5 км/год.

Від чого залежить?

Нерідко вчителі задають учням запитання: "Від чого залежить швидкість?". Школярі часто губляться і не знають, що сказати. Насправді, все дуже просто. Досить подивитися на формулу, щоб спливла підказка. Швидкість тіла у фізиці залежить від часу руху та відстані. Якщо невідомий хоча б один з цих параметрів, вирішити завдання буде неможливо. Крім того, у прикладі можна зустріти інші види швидкостей, про які мова піде в наступних розділах цієї статті. У багатьох завданнях по кінематиці доводиться будувати графіки залежності, де по осі Х – час, а по осі Y – відстань, шлях. З таким зображенням можна легко оцінити характер швидкості руху. Варто відзначити, що в багатьох професіях, пов'язаних з транспортом, електричними машинами часто застосовуються графіки. Наприклад, на залізниці.

У потрібний момент вимірюємо швидкість

Є ще одна тема, яка лякає учнів середньої школи, - миттєва швидкість. У фізиці це поняття зустрічається як визначення величини швидкості миттєвий проміжок часу. Давайте розглянемо простий приклад: машиніст веде потяг, його помічник спостерігає за швидкістю руху час від часу. Вдалині видніється знак обмеження швидкості. Слід проконтролювати, з якою швидкістю рухається поїзд саме зараз. Помічник машиніста повідомляє о 16 годині 00 хвилин, що швидкість дорівнює 117 км/год. Це і є миттєва швидкість, зафіксована рівно в 4 години вечора. Через три хвилини швидкість стала 98 км/год. Це теж миттєва швидкість відносно 16 годин 03 хвилин.

Початок руху

Без початкової швидкості фізика не представляє практично жоден рух транспортної техніки. Цей параметр? Це швидкість, з якої починає рух об'єкт. Припустимо, машина не може починати рух моментально зі швидкістю 50 км/год. Їй треба розігнатися. Коли водій натискає педаль, автомобіль плавно починає рух, наприклад, зі швидкістю спочатку 5 км/год, потім поступово 10 км/год, 20 км/год і так далі (5 км/год і є початкова швидкість). Звичайно, можна зробити різкий старт, який буває у бігунів-спортсменів, при ударі тенісного м'яча ракеткою, але все одно завжди існує початкова швидкість. Її немає за нашими мірками тільки у зірок, планет і супутників нашої Галактики, так як ми не знаємо, коли почався рух і яким чином. Адже до самої смерті космічні об'єкти не можуть зупинятися, вони завжди в русі.

Рівномірна швидкість

Швидкість у фізиці – це сукупність окремих явищ і характеристик. Розрізняють також рівномірний і нерівномірний рух, криволінійний і прямолінійний. Давайте наведемо приклад: людина йде по прямій дорозі з однаковою швидкістю долаючи з точки А в точку В відстань 100 метрів. З одного боку, це можна назвати прямолінійною і рівномірною швидкістю. Але якщо приєднати людині дуже точні датчики швидкості, маршруту, то можна помітити, що різниця все ж є. Нерівномірна швидкість – це коли швидкість регулярно або постійно змінюється.

У побуті і техніці

Швидкість руху в фізиці існує всюди. Навіть мікроорганізми переміщуються, нехай і з дуже повільною швидкістю. Варто зазначити, що існує обертання, яке характеризується також швидкістю, але має одиницю вимірювання – об/хв (обороти в хвилину). Наприклад, швидкість обертання барабана в пральній машині. Дана одиниця виміру вживається всюди, де є механізми і машини-двигуни, двигуни).

У географії та хімії

Навіть вода має швидкість руху. Фізика всього лише є дочірньою наукою в сфері процесів, що відбуваються в природі. Припустимо, швидкість вітру, хвилі в морі – це все вимірюється звичними фізичними параметрами, величинами. Напевно, багато хто з вас знайомі з фразою «швидкість хімічної реакції». Тільки в хімії це має інше значення, так як мається на увазі, за який час відбудеться той чи інший процес. Наприклад, марганцівка швидше розчиниться у воді, якщо збовтати посудину.

Швидкість-невидимка

Існують невидимі явища. Наприклад, ми не можемо бачити, як переміщаються частинки світла, різних випромінювань, як поширюється звук. Але якщо б не було їх руху частинок, то ніяке б з цих явищ не існувало в природі.

Інформатика

Практично кожна сучасна людина стикається з поняттям «швидкість» під час роботи на комп'ютері:

швидкість Інтернету;

швидкість завантаження сторінок;

швидкість завантаження процесора і так далі.

Прикладів швидкості руху в фізиці можна навести безліч. Уважно прочитавши статтю ви познайомилися з поняттям швидкості, дізналися, що вона з себе представляє. Нехай даний матеріал допоможе вам поглиблено вивчити розділ «Механіка», проявити до нього інтерес і побороти страх при відповідях на уроках. Адже швидкість в фізиці – це часто зустрічається поняття, яке легко запам'ятати.