Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

1. Путник у аутобусу који вози: мирује у односу на аутобус, а креће се у односу на дрво поред пута. 2. Ученик у клупи: мирује у односу на учионицу, а креће се у односу на Сунце (заједно са Земљом). Да ли тело мирује или се креће, зависи од избора референтног тела.

Детаљно решење

1. Шта значи да је кретање релативно

Да бисмо рекли да ли се неко тело креће или мирује, прво бирамо референтно тело - тело у односу на које посматрамо положај. Тело се креће ако се његов положај у односу на референтно тело мења, а мирује ако се не мења. Исто тело може истовремено да мирује у односу на једно референтно тело, а да се креће у односу на неко друго. Зато кажемо да је кретање релативно.

2. Први пример - путник у аутобусу

Путник седи у аутобусу који се креће улицом. У односу на аутобус (и седиште на којем седи) путник мирује, јер се његов положај у аутобусу не мења. У односу на дрво поред пута путник се креће, јер се растојање између њега и дрвета стално мења.

3. Други пример - ученик у клупи

Ученик седи у клупи за време часа. У односу на учионицу ученик мирује. Међутим, Земља се креће око Сунца, а ученик се креће заједно са њом, па се у односу на Сунце ученик креће.

4. Закључак

У оба примера исто тело истовремено и мирује и креће се - то зависи само од тога које смо тело изабрали за референтно. Апсолутно мировање не постоји, а свако тело може бити изабрано за референтно тело.

Кратак запис решења:

1. Путник у аутобусу: мирује у односу на аутобус, креће се у односу на дрво поред пута. 2. Ученик у клупи: мирује у односу на учионицу, креће се у односу на Сунце.

Најважније из лекције

  • Променљиво кретање: Кретање код кога се брзина мења у току времена.
  • Средња брзина: Рачуна се као количник укупног пређеног пута и укупног протеклог времена: \[ v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} \]
  • Важно за време (\(t_u\)): Увек укључује и време задржавања (стајања, паузе).
  • Релативност и слагање брзина:
    • Исти смер (низводно): \(v = v_1 + v_2\)
    • Супротан смер (узводно): \(v = v_1 - v_2\)
    • Кретање у сусрет: \(v_{rel} = v_1 + v_2\)
Променљиво (неравномерно) кретање је кретање при којем тело у једнаким временским интервалима прелази различите путеве, односно мења своју брзину током времена.
Средња брзина (\(v_{sr}\)) представља просечну брзину неравномерног кретања. Једнака је оној сталној брзини којом би тело, крећући се равномерно, за исто укупно време прешло исти укупан пут.
Основна мерна јединица за брзину у Међународном систему јединица (SI) је метар у секунди (\(\text{m/s}\)), а у свакодневном животу често се користи километар на час (\(\text{km/h}\)).
Вредност средње брзине не може бити већа од највеће (максималне) нити мања од најмање (минималне) тренутне брзине коју је тело имало током кретања.
\[ v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{s_1 + s_2 + \dots + s_n}{t_1 + t_2 + \dots + t_n} \] \(s_u\) – укупан пређени пут, \(t_u\) – укупно време кретања
У укупно време (\(t_u\)) обавезно се урачунавају и временски интервали у којима је тело стајало (паузе, мировање на станицама или семафорима), при чему је за то време пређени пут \(s = 0\text{ m}\).
Пешак пређе \(150\text{ m}\) за \(3\text{ min}\), затим се одмара \(2\text{ min}\), а потом пређе још \(450\text{ m}\) за \(5\text{ min}\).
Укупан пут: \(s_u = 150\text{ m} + 0\text{ m} + 450\text{ m} = 600\text{ m}\).
Укупно време: \(t_u = 3\text{ min} + 2\text{ min} + 5\text{ min} = 10\text{ min} = 600\text{ s}\).
Средња брзина: \(v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{600\text{ m}}{600\text{ s}} = 1\text{ m/s}\).
Аутобус је деоницу од \(30\text{ km}\) прешао за \(30\text{ min}\), а након тога стајао на станици \(10\text{ min}\). Преосталих \(20\text{ km}\) прешао је за \(20\text{ min}\). Колика је средња брзина аутобуса на целом путу у \(\text{km/h}\)?
\(s_u = 30\text{ km} + 0\text{ km} + 20\text{ km} = 50\text{ km}\)
\(t_u = 30\text{ min} + 10\text{ min} + 20\text{ min} = 60\text{ min} = 1\text{ h}\)
\(v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{50\text{ km}}{1\text{ h}} = 50\text{ km/h}\).
Брзина је релативна величина - њен износ и смер зависе од избора референтног тела у односу на које се кретање посматра.
Када се тело креће дуж истог правца као и средина (или друго тело), укупна (релативна) брзина одређује се векторским слагањем:
  • Кретање у истом смеру (низводно): брзине се сабирају: \[ v = v_1 + v_2 \]
  • Кретање у супротном смеру (узводно): брзине се одузимају: \[ v = v_1 - v_2 \]
  • Кретање два тела једно другом у сусрет: брзина приближавања једнака је збиру њихових брзина (\(v_{rel} = v_1 + v_2\)).
  • Кретање два тела истим брзинама у истом смеру: растојање међу њима се не мења, па је брзина једног у односу на друго једнака нули (\(v_{rel} = 0\)).
Брзина чамца у односу на воду износи \(v_1 = 3\text{ m/s}\), а брзина речног тока износи \(v_2 = 0,5\text{ m/s}\).
• При пловидби низводно брзина чамца у односу на обалу је: \(v = 3\text{ m/s} + 0,5\text{ m/s} = 3,5\text{ m/s}\).
• При пловидби узводно брзина чамца у односу на обалу је: \(v = 3\text{ m/s} - 0,5\text{ m/s} = 2,5\text{ m/s}\).
Два аутомобила се крећу један другом у сусрет брзинама од \(80\text{ km/h}\) и \(70\text{ km/h}\). Коликом брзином се аутомобили приближавају један другом?
Пошто се крећу један другом у сусрет (супротни смерови на истом правцу), њихова релативна брзина приближавања је збир појединачних брзина: \[ v_{rel} = v_1 + v_2 = 80\text{ km/h} + 70\text{ km/h} = 150\text{ km/h} \]

Задаци за вежбање

Задатак 1 (лак): Спортиста претрчи стазу дужине \(400\text{ m}\) за време од \(50\text{ s}\). Израчунај његову средњу брзину.
Подаци:
\(s_u = 400\text{ m}\)
\(t_u = 50\text{ s}\)
Из формуле за средњу брзину: \[ v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{400\text{ m}}{50\text{ s}} = 8\text{ m/s} \] Одговор: Средња брзина спортисте је \(8\text{ m/s}\).
Задатак 2 (средњи): Моторни чамац плови узводно реком брзином \(7\text{ m/s}\) у односу на посматрача на обали. Ако је брзина речног тока \(1,5\text{ m/s}\), колика је брзина чамца у односу на мирну воду?
При кретању узводно, речни ток успорава чамац: \[ v = v_{č} - v_{r} \] где је:
\(v = 7\text{ m/s}\) (брзина у односу на обалу)
\(v_{r} = 1,5\text{ m/s}\) (брзина реке)
\(v_{č}\) – тражена брзина чамца у односу на воду.
Одатле следи: \[ v_{č} = v + v_{r} = 7\text{ m/s} + 1,5\text{ m/s} = 8,5\text{ m/s} \] Одговор: Брзина чамца у односу на мирну воду износи \(8,5\text{ m/s}\).
Задатак 3 (средњи): Аутомобил се првих \(120\text{ km}\) кретао брзином од \(60\text{ km/h}\), затим је направио паузу од \(30\text{ min}\), а преосталих \(80\text{ km}\) прешао је за \(1\text{ h}\). Колика је средња брзина аутомобила на целом путу?
1. Време потребно за први део пута: \[ t_1 = \frac{s_1}{v_1} = \frac{120\text{ km}}{60\text{ km/h}} = 2\text{ h} \] 2. Време паузе: \(t_2 = 30\text{ min} = 0,5\text{ h}\), при чему је \(s_2 = 0\text{ km}\).
3. Други део пута: \(s_3 = 80\text{ km}\), \(t_3 = 1\text{ h}\).
4. Укупан пут и укупно време: \[ s_u = s_1 + s_2 + s_3 = 120\text{ km} + 0\text{ km} + 80\text{ km} = 200\text{ km} \] \[ t_u = t_1 + t_2 + t_3 = 2\text{ h} + 0,5\text{ h} + 1\text{ h} = 3,5\text{ h} \] 5. Средња брзина: \[ v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{200\text{ km}}{3,5\text{ h}} \approx 57,14\text{ km/h} \] Одговор: Средња брзина аутомобила је приближно \(57,14\text{ km/h}\).
Задатак 4 (тежак): Возило пређе прву половину укупног пута брзином \(v_1 = 40\text{ km/h}\), а другу половину истог пута брзином \(v_2 = 60\text{ km/h}\). Израчунај средњу брзину возила на целом путу.
Нека је укупан пут \(s_u = s\).
Тада су половина пута \(s_1 = \frac{s}{2}\) и \(s_2 = \frac{s}{2}\).
Времена по деоницама су: \[ t_1 = \frac{s_1}{v_1} = \frac{s}{2 \cdot 40} = \frac{s}{80} \] \[ t_2 = \frac{s_2}{v_2} = \frac{s}{2 \cdot 60} = \frac{s}{120} \] Укупно време је: \[ t_u = t_1 + t_2 = \frac{s}{80} + \frac{s}{120} = \frac{3s + 2s}{240} = \frac{5s}{240} = \frac{s}{48} \] Средња брзина је: \[ v_{sr} = \frac{s_u}{t_u} = \frac{s}{\frac{s}{48}} = 48\text{ km/h} \] (Напомена: Средња брзина на једнаким деловима пута није аритметичка средина брзина \(\frac{40+60}{2}=50\text{ km/h}\), већ се увек рачуна преко укупног пута и укупног времена!)
Одговор: Средња брзина на целом путу износи \(48\text{ km/h}\).

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: