تدریس فصل چهارم علوم نهم – حرکت چیست

علوم نهم بخش فیزیک

فصل چهارم علوم نهم

فصل چهار علوم پایه نهم در مورد حرکت است. و شامل مباحث : حرکت در همه جا و همه چیز , مسافت و جابه جایی , تندی متوسط , سرعت متوسط و تندی لحظه ای میباشد.

علوم نهم حرکت چیست

حرکت عبارت از تغییر موقعیت یک جسم نسبت به محیط اطرافش در یک بازه زمانی معین میباشد.

مسافت و جابه جایی علوم نهم

مسافت چیست؟

مسافت به کل مسیری اطلاق می‌شود که یک جسم در حین حرکت از یک نقطه به نقطه دیگر طی می‌کند. این یک کمیت اسکالر است، به این معنی که جهت حرکت جسم را در نظر نمی گیرد. واحد SI آن متر (m) است، اما با مایل، سانتی متر و کیلومتر نیز بیان می شود. به عنوان مثال، یوزپلنگی که از نقطه A به نقطه B حرکت می کند 20 متر را پوشش می دهد. مقدار 20 متر به کل مسیر طی شده توسط یوزپلنگ اشاره دارد.

جا به جایی چیست؟

جابجایی کوتاه ترین مسیری را که یک جسم از موقعیت اولیه تا نهایی طی می کند، را گویند. برخلاف مسافت، جهت خاص جسم را در نظر می گیرد. بنابراین به آن کمیت برداری می گویند. واحد SI آن نیز متر (m) است. این مثال را در نظر بگیرید: یک یوزپلنگ در حالی که به سمت شمال حرکت می کند، 20 متر از نقطه A تا نقطه B را می پوشاند. یعنی جابجایی یوزپلنگ 20 متر شمالی است. همچنین امکان جابجایی صفر وجود دارد، در صورتی که در این حالت یوزپلنگ 20 متر را طی کرد اما به موقعیت اولیه خود باز برگردد.

بطور فشرده و مختصر بیان نموده میتوانیم که:

مسافت , به فاصله ای گفته میشود که بین دو نقطه یا مکان وجود دارد. مسافت طول مسیری است که یک جسم طی میکند , در حالی که جابه جایی به سادگی : فاصله بین جایی که جسم شروع شده و جایی که به پایان رسیده , میباشد. برای محاسبه مسافت جهت مد نظر نمیباشد ولی برای محاسبه جا به جایی , جهت در نظر گرفته میشود.

تندی , سرعت و شتاب علوم نهم

تندی متوسط علوم نهم

از بین این سه اصطلاح، تعریف تندی در فیزیک نزدیک‌ترین تعریف به درک افراد عادی از آن است. تندی به عنوان فاصله ای که توسط یک جسم یا ذره در یک دوره زمانی خاص حرکت می کند تعریف می شود. فرمول نسبتاً ساده است:

تندی متوسط= مسافت طی شده / زمان صرف شده

واحد: m/s

رایج ترین تندی که با آن مواجه خواهید شد، تندی نور است. تندی نور در خلاء 299792 کیلومتر بر ثانیه ثابت است. این باعث می‌شود که تندی نور یا مقدار مسافتی که در یک زمان ثابت طی می‌کند، مبنای خوبی برای تعریف اصطلاحات دیگر باشد. به عنوان مثال، متر به عنوان مسافت طی شده توسط نور در ثانیه تعریف می شود.

سرعت متوسط علوم نهم

برای تعریف سرعت، باید اصطلاحی به نام جابجایی را درک کنیم. جابجایی یک جسم تغییر موقعیت را نسبت به یک نقطه اولیه نشان می دهد. برای مثال، مردی را در نظر بگیرید که در امتداد جاده ای مستقیم رو به شرق قدم می زند. در نظر بگیرید که او 20 متر به سمت شرق راه برود، سپس به عقب برگردد و 15 متر به سمت غرب راه برود. در حالی که او در مجموع 35 متر سفر کرده است، اما تنها 5 متر با نقطه شروع اولیه خود فاصله دارد. بنابراین، جابجایی او 5 متر است.

با در نظر گرفتن این موضوع، فرمول سرعت متوسط به شرح زیر است:

زمان مصرف شده / جابجایی = سرعت متوسط

واحد: m/s

برای بهتر نشان دادن تفاوت بین تندی و سرعت، مرد مورد بالا را دوباره در نظر بگیرید و فرض کنید که سفر او در مجموع 100 ثانیه طول کشیده است. تندی او  در حالی که سرعت او   خواهد بود.

شتاب متوسط علوم نهم

سرعت و شتاب مفاهیمی در هم تنیده هستند. شتاب اندازه گیری است که نشان دهنده نرخ تغییر سرعت یک جسم است. شتاب منفی اغلب به عنوان کاهش سرعت شناخته می شود، اما برای سادگی، برای بحث در مورد مفهوم، به اصطلاح شتاب می پردازیم. دو نوع اصلی شتاب وجود دارد: شتاب متوسط ​​و شتاب لحظه ای.

شتاب متوسط ​​با رابطه زیر تعریف می شود:

زمان مصرف شده / تغییر در سرعت = شتاب متوسط

واحد:

شتاب لحظه ای علوم نهم

شتاب لحظه ای شتاب جسم در یک لحظه گسسته در زمان است و با گرفتن مشتق تابع سرعت می توان آن را یافت. به عبارت دیگر، شتاب لحظه ای یا به سادگی شتاب، نرخ تغییر سرعت نسبت به زمان است.

تندی، سرعت و شتاب همه اندازه گیری هایی هستند که با سرعت حرکت یک جسم سروکار دارند، اما اکنون می دانید که آنها چیزهای بسیار متفاوتی را توصیف می کنند.

تندی لحظه ای علوم نهم

تندی لحظه ای یک جسم در حال حرکت، تندی حرکت جسم در هر لحظه از زمان است.

چگونه تندی لحظه ای را پیدا می کنید؟

تندی لحظه ای یک جسم را می توان با تقسیم مسافت کوتاه طی شده توسط آن در یک بازه زمانی کوتاه دریافت نمود. به عنوان مثال، اگر خودرویی 7 متر را در 0.5 ثانیه طی کند، تندی لحظه ای آن  متر بر ثانیه است.

سرعت لحظه ای علوم نهم

سرعت لحظه ای جسم،تندی لحظه ای جسم به اضافه جهت حرکت آن در آن لحظه است.

نتیجه گیری

هر سه اصطلاح را می توان چنین تعریف کرد:

تندی نرخ تغییر مسافت است که نشان دهنده میزان مسافت طی شده در یک زمان خاص است.

سرعت، نرخ تغییر جابجایی است که نشان دهنده تغییر فاصله در یک جهت خاص نسبت به زمان است.

و شتاب نرخ تغییر سرعت در واحد زمان است.