17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. – Frekvence, perioda

Prezentace na téma: "17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. – Frekvence, perioda"— Transkript prezentace:

1 17. ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI II. – Frekvence, perioda
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 / ° 90° 45° 60° 30° 270° 120° 450° 150° φ / rad φ / ° 330° 210° 15° 225° 345° 135° 540° 11° 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 ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI
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 ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI
Řešení 3: Konce obou ručiček urazí dráhu rovnou ¼ obvodu: s = 2πr/4 Rovnoměrný pohyb: v = s/t

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

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

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

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

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

18 ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI
Úkol 10: Urči periodu, znáš-li frekvenci, a urči frekvenci, znáš-li periodu: f = 2 Hz f = 1 Hz f = 0,25 Hz T = 4 s T = 1 s T = 0,5 s Úkol 11: Jak spolu souvisí perioda a frekvence? 2 Hz = 2 otočky za sekundu otočka trvá 0,5s = T 1 Hz = 1 otočky za sekundu otočka trvá 1s = T 0,25 Hz = čtvrt otočky za sekundu 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

19 ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI
Vztah mezi frekvencí a periodou f = 1/T T = 1/f jednotka 1Hz = 1s-1 („za sekundu“)

20 ROVNOMĚRNÝ POHYB PO KRUŽNICI
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 3,84 ∙ 105 km s periodou 27,3 dne.