A.1 · Кинематика

Этот раздаточный материал охватывает выбранные темы SL для курса, впервые оцениваемого в 2025; он не является полным syllabus (учебной программой).

Предварительные требования: читать указанные количества и единицы, использовать арифметику и моделированные условия ниже.

Примеры являются оригинальными и вымышленными: они не представляют собой реальные измерения или реальные студенческие исследования.

Что могло бы объяснить это наблюдение?

• Спидометр показывает значение в конкретный момент времени. Среднее значение скорости за путь может скрывать остановки и резкие изменения скорости.

Постройте модель

• Перемещение включает направление; путь учитывает полную длину траектории.
• Скорость — это изменение перемещения за единицу времени.
• Ускорение — это изменение скорости за единицу времени.
• скорость: скорость изменения перемещения.
• ускорение: скорость изменения скорости.

Выберите доказательства для проверки гипотезы

• Наклон графика зависимости перемещения от времени равен скорости.
• Площадь под графиком зависимости скорости от времени равна перемещению.
• Формула для равноускоренного движения справедлива только при выполнении соответствующих условий.

В лаборатории: Выберите положительное направление и укажите его. Используйте фотодатчик или видео с известным масштабом и интервалом кадров для воспроизводимых измерений движения. Не полагайтесь на точность ручного хронометрирования на очень малых промежутках времени.

Работайте с известными величинами

• Известно: скорость равномерно возрастает от 2 до 10 метров в секунду за 4 с. a = (v-u)/t. a = (10-2)/4 = 2 м/с².
• Перемещение равно площади трапеции: s = (u+v)t/2 = (2+10)×4/2 = 24 м.

Ваш ход: Скорость изменяется от 3 до 15 метров в секунду за 6 с. Найдите ускорение.

Проверьте вывод и его границы применимости

• Отрицательная скорость указывает на направление согласно принятой системе знаков; это не обязательно означает замедление.

Неверно: Отрицательная скорость всегда означает замедление тела. Отрицательная скорость означает движение, противоположное выбранному положительному направлению. Тело замедляется только тогда, когда ускорение направлено против скорости; отрицательная скорость вместе с отрицательным ускорением означает ускорение тела.

Ключевые моменты:

• Перемещение включает направление; путь учитывает полную длину траектории.
• Наклон графика зависимости перемещения от времени равен скорости.
• Обращайте внимание: отрицательная скорость указывает на направление согласно принятой системе знаков; это не обязательно означает замедление.

Запишите, исходя из ускорения 5 метров в секунду в квадрате

• Скорость изменяется от 1 до 11 метров в секунду за 2 с.
• Найдите ускорение и перемещение. Отрицательная скорость указывает на направление.

Напишите по заданному градиенту минус 2

• Линия скорости падает от 6 до 0 метра в секунду между t = 0 и t = 3 с.
• Градиент равен (0 − 6) ÷ 3 = −2 м/с² — равномерное замедление, знак лишь указывает выбранное положительное направление.

Напишите по заданному перемещению 100 метров

• Тело движется равномерно со скоростью 20 м/с в течение 5 с.
• Перемещение = 20 × 5 = 100 м, а его график перемещения от времени представляет собой прямую линию с градиентом 20.

Напишите по заданной конечной скорости, направленной отрицательно

• An object at +8 m s⁻¹ decelerates at 2 m s⁻² for 6 s.
• v = 8 − 12 = −4 m s⁻¹: it stopped at t = 4 s and reversed — the formula tracks direction honestly.