تدریس فیزیک فصل حرکت شناسی از آموزش فیزیک دوازدهم

حرکت شناسی یا سینماتیک، یکی از مباحث مهم و پر نکته از فیزیک دبیرستان هست. حرکت شناسی جزو مشکلات اساسی بیشتر بچه ها در مسیر امتحان نهایی و کنکور هست.

حرکت شناسی:

در بخش اول حرکت شناسی ، مفاهیم اولیه حرکت بررسی میشه. اول باید بدونیم مکان یعنی موقعیت قرار گرفتن جسم نسبت به مبدا. جابه جایی یعنی تغییر مکان جسم. و مسافت یعنی ردپایی که متحرک از خودش به جا می گذاره.

بعد میریم سراغ سرعت متوسط که نسبت جابه جایی به زمان ایجاد این جا به جایی است. سرعت لحظه ای یعنی سرعت متوسط در یک بازه زمانی کوچیک یا سرعت در هر لحظه. شتاب متوسط یعنی نسبت تغییرات سرعت به زمان و شتاب لحظه ای ، یعنی شتاب متوسط در بازه های زمانی کوچک. یا شتاب در هر لحظه.

حرکت یکنواخت ، یعنی حرکت با سرعت ثابت. در حرکت یکنواخت متحرک زمانهای مساوی ، مسافت های مساوی رو طی می کنه. مسائل حرکت یکنواخت عمدتا با تناسب قابل حل هست.

در حرکت یکنواخت نمودار حرکت به صورت خط صاف با شیب ثابت هست که این شیب همون سرعته! اگه شیب مثبت بود یعنی سرعت مثبته و حرکت در جهت محور هست و بالعکس.

نمودار سرعت زمان یه خط صاف بدون شیب هست. سطح زیر نمودار سرعت زمان برابر جابه جایی متحرکه. در حرکت یکنواخت روی خط راست جا به جایی و مسافت با هم برابرند.

حرکت شتابدار با شتاب ثابت حرکتی است که در اون سرعت تغییر می منه. اما میزان تغییرات سرعت ثابت هست. یعنی در زمانهای مساوی به یک اندازه به سرعت اضافه یا کم میشه.

معادله حرکت شتابدار با شتاب ثابت یه معادله درجه 2 هست پس نمودار اون به صورت سهمی خواهد بود. شیب خط مماس بر این منحنی ، سرعت لحظه ای و شیب خط قاطع بین دو نقطه منحنی برابر سرعت متوسطه.

نمودار سرعت زمان، خط صاف با شیب ثابته که شیب اون برابر شتاب حرکته. و سطح زیر نمودار برابر جابه جایی و در برخی اوقات مسافته.

نمودار شتاب زمان یه خط صاف بدون شیب هست که سطح زیر نمودار تغییرات سرعت رو نشون می ده.

معادله حرکت معادله است که در اون x بر حسب t محاسبه میشه. یعنی می تونیم در هر لحظه بگیم متحرک کجاست و….

اگه حرکت یکنواخت باشه معادله حرکت اون درجه 1 هست. اگه حرکت شتابدار با شتاب ثابت باشه معادله حرکت اون درجه 2 هست و اگه حرکت شتابدار با شتاب متغیر باشه، معادله حرکت اون درجه 3 هست.

برای حرکت یکنواخت سرعت یک عدد ثابته. برای حرکت شتابدار با شتاب ثابت معادله سرعت درجه 1 و برای حرکت با شتاب متغیر معادله سرعت درجه 2 هست. اگه از معادله مکان مشتق بگیریم سرعت بدست میاد و اگه از معادله سرعت مشتق بگیریم شتاب بدست میاد.

در مسائل نمودار حرکت باید دقت کنیم. تا جایی که ممکن نمودارها رو با شیب و سطح زیر نمودار حل کنیم. شیب نمودار مکان زمان در هر لحظه سرعت لحظه ای رو می ده و بین دو نقطه ، سرعت متوسط رو می ده. شیب نمودار سرعت زمان شتاب رو می ده و سطح زیر نمودار سرعت زمان چند حالت داره. اگه همه ی نمودار بالا یا پایین محور باشه سطح زیر نمودار جابه جایی و مسافت رو می ده که با هم برابرند( چون تغییر جهت نداره)

اما اگه یه قسمت بالای محور و یه قسمت پایین محور باشه، مساحت ها رو جداگانه و بدون علامت حساب کنی ، باهم جمع کنی مسافت و از هم کم کنی جا به جایی بدست میاد.

سطح زیر نمودار شتاب زمان هم تغییر سرعت رو به ما می ده.

برای تعیین نوع حرکت میشه سرعت و شتاب رو تعیین علامت کرد. هر جا سرعت و شتاب هم علامت بودن حرکت تند شوند و اگه مختلف العلامه بودن حرکت کند شونده است.

در حرکت شتابدار میشه از تصاعد حسابی برای حل مسائل استفاده کرد. در حرکت شتابدار با شتاب ثابت در هر ثانیه به اندازه شتاب به سرعت و مسافت پیموده شده اضافه میشه.

سقوط آزاد یه نوع حرکت شتابدار در راستای قایم با شتاب ثابت g هست. پس تمام قوانین حرکت شتابدار در اون صادقه. با این مزیت که محاسبه شتاب نداریم. چون همیشه مقدار شتاب رو داریم که همون شتاب گرانش هست و به ما داده میشه.

در فصل حرکت شناسی معمولا بچه ها مشکل زیاد دارن. مشکلاتت رو در پایین همین صفحه بپرس تا بهت جواب بدم. در مورد برنامه ریزی درسی و اینکه چطوری درس بخونی می تونه از سایت یه مشاور استفاده کنی.