Back to the topics list

хурд

Физикийн хурдны тухай ойлголт

Физикийн хувьд хурд гэдэг нь объект нэг газраас нөгөө рүү хэр хурдан шилжиж байгааг илэрхийлдэг. Энэ нь скаляр хэмжигдэхүүн бөгөөд чиглэлийг багтаасан вектор хэмжигдэхүүн болох хурдаас ялгах хэмжигдэхүүнтэй боловч чиглэлгүй гэсэн үг юм. Хурд нь хөдөлгөөнийг ойлгох үндэс суурь бөгөөд физикийн боловсролд нэвтрүүлсэн анхны ойлголтуудын нэг юм.

Хурдны тухай ойлголт

Хурд нь нэгж хугацаанд туулсан зайгаар тодорхойлогддог. \( v \) дундаж хурдыг тооцоолох томъёог дараах байдлаар өгөв.

\( v = \frac{d}{t} \)

хаана:

• \( v \) нь хурд,
• \( d \) нь туулах зай,
• \( t \) нь тухайн зайг туулахад зарцуулсан хугацаа юм.

Олон улсын нэгжийн систем (SI) -д хурдыг ихэвчлэн секундэд метрээр (м/с) хэмждэг боловч цаг тутамд километр (км/цаг), миль/цаг (милль) зэрэг бусад нэгжээр илэрхийлж болно. , эсвэл секундэд фут (фут/с).

Агшин зуурын хурд

Дундаж хурд нь өгөгдсөн хугацааны хөдөлгөөний ерөнхий ойлголтыг өгдөг бол агшин зуурын хурд нь тухайн объект цаг хугацааны тодорхой агшинд хэр хурдан хөдөлж байгааг хэлж өгдөг. Цагийн хязгааргүй жижиг интервалыг авч үзвэл бид агшин зуурын хурдыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

\( v = \lim\limits_{\Delta t \to 0} \frac{\Delta d}{\Delta t} \)

Тогтмол хурдыг хадгалж чаддаггүй объектуудтай ажиллахад энэ ойлголт зайлшгүй шаардлагатай.

Өдөр тутмын амьдрал дахь хурдны жишээ

Хурд нь өдөр тутмын олон нөхцөл байдалд ажиглагдаж болно. Жишээлбэл, машин жолоодох үед хурд хэмжигч нь машины агшин зуурын хурдыг харуулдаг. Үүний нэгэн адил, хэрэв та 100 метрийн гүйлтийг 12 секундэд хийвэл уралдааны үеийн дундаж хурд нь:

\( v = \frac{100\textrm{метр}}{12\textrm{ секунд}} \approx 8.33\textrm{ м/с} \)

Туршилтууд

Хурдны ойлголтыг энгийн туршилтаар сайжруулж болно:

Туршилт 1: Дундаж хурдыг хэмжих

Материал:

• Секундомер
• 100 метрийн зам
• Эхлэл ба төгсгөлийн шугамыг заах тэмдэг

Процедур:

1. Оролцогчийг гарааны шугам дээр зогсоо.
2. Оролцогч гүйж эхлэхэд секунд хэмжигчээр цаг хэмжиж эхэлнэ.
3. Оролцогч барианы шугамыг давсны дараа цагийг зогсоо.
4. Гүйгчийн дундаж хурдыг \( v = \frac{d}{t} \) томъёогоор тооцоол, \( d = 100 \text{ метр} \) ба \( t \) нь секундомер дээр бичигдсэн хугацаа юм.

Туршилт 2: Агшин зуурын хурдыг ажиглах

Материал:

• Хурд хэмжих програм эсвэл хурдыг хэмжих зориулалттай радарын буу
• Машин шиг хөдөлж буй объектын задгай талбай

Процедур:

1. Хажуугаар машин өнгөрөхөд замын хажууд аюулгүй байрлалаа тавь.
2. Хэмжих төхөөрөмжийг ашиглан машинуудын хурдыг тодорхой цэгт тэмдэглэ.
3. Унших нь тухайн үеийн машины хурдыг илэрхийлдэг гэдгийг анхаарна уу.

Эдгээр туршилтуудын дүн шинжилгээ нь цаг хугацааны явцад хурд хэрхэн өөрчлөгдөж, янз бүрийн нөхцөлд хэрхэн зөв хэмжиж болохыг ойлгох боломжийг олгодог.

Хурдны график дүрслэл

Мөн хурдыг графикаар илэрхийлж болно. Хурд цагийн график нь босоо тэнхлэгт хурд, хэвтээ тэнхлэгт цагийг харуулдаг. Шулуун хэвтээ шугам нь тогтмол хурдыг илэрхийлдэг бол налуу нь хурд өөрчлөгдөж байгааг илтгэнэ. Налуу нь эгц байх тусам хурдны өөрчлөлт их болно. Хэрэв бид графикийн шугамын доорх талбайг тооцоолвол тодорхой хугацааны туршид туулсан зайг олж авна.

Физик дэх хурдны ач холбогдол

Хурдны тухай ойлголт нь хурдатгал, хүч, кинетик энерги, импульс зэрэг физикийн бусад ойлголтуудыг судлахад маш чухал юм. Энэ нь объектуудын хөдөлгөөнийг удирдаж, сонгодог механикийн хүрээг бий болгодог Ньютоны хөдөлгөөний хуулиудын үндэс суурийг санал болгодог. Өдөр тутмын амьдралдаа бидний жолооддог тээврийн хэрэгслээс авахуулаад спортоор хичээллэх хүртэл хурд нь бидний хөдөлгөөнийг хэрхэн хүлээж авдаг салшгүй хэсэг юм.

Дүгнэлт

Хурд бол биет хэр хурдан хөдөлж байгааг тодорхойлоход хэрэглэгддэг физикийн гол санаа юм. Бүхэл бүтэн аяллын дундаж хурд эсвэл тодорхой агшин дахь агшин зуурын хурдыг харгалзан үзэхээс үл хамааран энэ нь янз бүрийн нөхцөлд хөдөлгөөнийг тоолж, ойлгоход тусалдаг хэмжүүр юм. Хурд ба түүний хэрэглээг судалснаар бид хөдөлж буй объектуудын үндсэн мөн чанар, тэдгээрийг удирдаж буй хүчний талаарх ойлголтыг олж авдаг.