Sprawdzian Fizyka Klasa 7 Kinematyka

Witajcie drodzy siódmoklasiści! Przed nami sprawdzian z kinematyki, działu fizyki, który opisuje ruch ciał, ale bez wnikania w przyczyny tego ruchu. To znaczy, interesuje nas, jak szybko coś się porusza, jaką drogę pokonuje, i ile czasu mu to zajmuje, ale nie zastanawiamy się, co ten ruch spowodowało (np. czy ktoś popchnął dany przedmiot).

Co to jest Kinematyka?

Kinematyka to dział mechaniki, który zajmuje się opisem geometrycznym ruchu ciał w przestrzeni i czasie, niezależnie od działających na nie sił. Zanim przystąpimy do rozwiązywania zadań, musimy dobrze zrozumieć podstawowe pojęcia.

Podstawowe Pojęcia w Kinematyce

Oto kilka kluczowych terminów, które musisz znać:

Ruch: Zmiana położenia ciała względem wybranego układu odniesienia w czasie. Na przykład, jadący rower jest w ruchu względem drzewa stojącego przy drodze.
Układ odniesienia: Ciało lub układ ciał, względem którego opisujemy ruch. To punkt widzenia, z którego obserwujemy ruch. Może to być Ziemia, pociąg, a nawet krzesło.
Tor ruchu: Linia, po której porusza się ciało. Może to być linia prosta, krzywa, okrąg, etc.
Droga (s): Długość toru, jaką pokonuje ciało podczas ruchu. Mierzymy ją najczęściej w metrach (m) lub kilometrach (km). Ważne: droga jest zawsze wartością dodatnią.
Przemieszczenie (Δr): Zmiana położenia ciała. Jest to wektor (czyli ma kierunek i zwrot) łączący punkt początkowy i końcowy ruchu. Mierzymy je również w metrach (m) lub kilometrach (km). Przykład: jeśli ktoś idzie 5 metrów do przodu, a potem 2 metry do tyłu, to jego droga wynosi 7 metrów, ale przemieszczenie wynosi 3 metry (w kierunku, w którym początkowo szedł).
Czas (t): Odstęp pomiędzy dwoma zdarzeniami. Mierzymy go w sekundach (s), minutach (min) lub godzinach (h).
Prędkość (v): Szybkość, z jaką ciało zmienia swoje położenie. Jest to stosunek przebytej drogi do czasu, w którym ta droga została pokonana. Mierzymy ją w metrach na sekundę (m/s) lub kilometrach na godzinę (km/h).
Prędkość Średnia (v_śr): Stosunek całkowitej przebytej drogi do całkowitego czasu trwania ruchu. v_śr = s_całkowita / t_całkowity
Prędkość Chwilowa: Prędkość ciała w danej chwili. Mierzymy ją przy pomocy prędkościomierza.
Przyspieszenie (a): Zmiana prędkości w czasie. Mierzymy je w metrach na sekundę kwadratową (m/s²). Jeżeli przyspieszenie jest dodatnie, prędkość rośnie; jeżeli ujemne (opóźnienie), prędkość maleje.

Rodzaje Ruchów

W kinematyce wyróżniamy kilka podstawowych rodzajów ruchów. Najważniejsze dla Ciebie na tym etapie to:

Ruch jednostajny prostoliniowy: Ruch, w którym ciało porusza się po linii prostej ze stałą prędkością (prędkość nie zmienia się w czasie). W tym ruchu przyspieszenie jest równe zero (a = 0).
Ruch jednostajnie przyspieszony prostoliniowy: Ruch, w którym ciało porusza się po linii prostej z przyspieszeniem o stałej wartości. Oznacza to, że prędkość ciała rośnie w sposób jednostajny (liniowy) w czasie.
Ruch jednostajnie opóźniony prostoliniowy: Ruch, w którym ciało porusza się po linii prostej z opóźnieniem o stałej wartości. Oznacza to, że prędkość ciała maleje w sposób jednostajny (liniowy) w czasie. Opóźnienie jest po prostu przyspieszeniem o wartości ujemnej.

Wzory w Kinematyce

Znajomość wzorów jest kluczowa do rozwiązywania zadań. Oto najważniejsze wzory, które musisz znać:

Prędkość w ruchu jednostajnym prostoliniowym: v = s / t (prędkość równa się droga podzielona przez czas)
Droga w ruchu jednostajnym prostoliniowym: s = v * t (droga równa się prędkość razy czas)
Czas w ruchu jednostajnym prostoliniowym: t = s / v (czas równa się droga podzielona przez prędkość)
Prędkość w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym: v = v₀ + a * t (prędkość końcowa równa się prędkość początkowa plus przyspieszenie razy czas)
Droga w ruchu jednostajnie przyspieszonym prostoliniowym: s = v₀ * t + (a * t²) / 2 (droga równa się prędkość początkowa razy czas plus połowa przyspieszenia razy czas do kwadratu)
Przyspieszenie: a = Δv / t = (v - v₀) / t (przyspieszenie równa się zmiana prędkości podzielona przez czas)

Gdzie:

v - prędkość końcowa
v₀ - prędkość początkowa
s - droga
t - czas
a - przyspieszenie

Przykłady Zadań

Rozwiążmy kilka przykładowych zadań, aby lepiej zrozumieć, jak stosować wzory:

Zadanie 1: Samochód porusza się ze stałą prędkością 72 km/h. Jaką drogę przebędzie w czasie 10 sekund?

Rozwiązanie:

Najpierw musimy zamienić prędkość z km/h na m/s: 72 km/h = 72 * (1000 m / 3600 s) = 20 m/s
Następnie korzystamy ze wzoru na drogę w ruchu jednostajnym: s = v * t
Podstawiamy dane: s = 20 m/s * 10 s = 200 m
Odpowiedź: Samochód przebędzie drogę 200 metrów.

Zadanie 2: Rowerzysta rozpoczyna jazdę i w ciągu 5 sekund osiąga prędkość 10 m/s. Oblicz jego przyspieszenie.

Rozwiązanie:

Korzystamy ze wzoru na przyspieszenie: a = (v - v₀) / t
Prędkość początkowa rowerzysty wynosiła 0 m/s (rozpoczynał jazdę), prędkość końcowa wynosi 10 m/s, a czas trwania ruchu to 5 s.
Podstawiamy dane: a = (10 m/s - 0 m/s) / 5 s = 2 m/s²
Odpowiedź: Przyspieszenie rowerzysty wynosi 2 m/s².

Wskazówki na Sprawdzian

Oto kilka porad, które pomogą Ci dobrze napisać sprawdzian:

Uważnie czytaj zadania: Zwróć uwagę na jednostki i to, o co dokładnie pytają w zadaniu.
Rób rysunki: Często rysunek pomaga wizualizować problem i znaleźć poprawne rozwiązanie.
Zapisuj dane i szukane: Wypisz wszystkie dane, które znasz, oraz to, co musisz obliczyć.
Pisz wzory: Zawsze zapisz wzór, którego używasz do rozwiązania zadania. To pokaże, że wiesz, jak go stosować.
Sprawdzaj jednostki: Upewnij się, że jednostki są spójne (np. jeśli prędkość jest w km/h, a czas w sekundach, zamień prędkość na m/s).
Sprawdzaj wynik: Po obliczeniu sprawdź, czy wynik jest logiczny i czy ma sens w kontekście zadania.

Pamiętaj, że ćwiczenie czyni mistrza! Rozwiązuj jak najwięcej zadań, a na pewno poradzisz sobie na sprawdzianie z kinematyki. Powodzenia!