فیزیکایستگاه ۱۲ از ۳۰
سرعت، شتاب و نمودار حرکت · فیزیک، ایستگاه ۱۲
پرسشی که ایستگاه با آن شروع می‌شود
یک خودروی مسابقه‌ای روی پیستِ مسابقه در ۲ ثانیه به ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسد؛ شتابش چند برابرِ شتابِ سقوط است؟
معمولاً پایهٔ ششمحدود ۸۸ دقیقه در ۴ جلسهٔ کوتاه
سرعت را تسلط تعیین می‌کند، نه سن.
فرزندتان در این ایستگاه چه یاد می‌گیرد
- جابه‌جایی و سرعت
- شتاب
- نمودار مکان–زمان و سرعت–زمان
- مساحت زیر نمودار سرعت
درس‌های این ایستگاه
- جابه‌جایی و سرعت: کجا و به کدام طرف؟ (حدود ۲۲ دقیقه)
- نمودارِ مکان–زمان (حدود ۲۲ دقیقه)
- شتاب: تندتر و کندتر شدن (حدود ۲۰ دقیقه)
- نمودارِ سرعت–زمان؛ مساحت = مسافت (حدود ۲۴ دقیقه)
ایده‌های کلیدی
مسافت یا جابه‌جایی؟
مسافت همه‌ی راه است؛ جابه‌جایی از جای اول تا جای آخر، با جهت. یک دورِ کاملِ پیست: مسافت ۴۰۰ متر، جابه‌جایی صفر. سرعت = جابه‌جایی ÷ زمان؛ ۳۶ کیلومتر بر ساعت = ۱۰ متر بر ثانیه.نمودارِ مکان–زمان
پرشیب یعنی تند، افقی یعنی ایستاده، رو به پایین یعنی برگشتن. تندی = شیب: هر ثانیه چند متر بالا. نمودار تصویرِ راه نیست.شتاب
شتاب = تغییرِ سرعت در هر ثانیه. سرعتِ ثابت یعنی شتابِ صفر؛ کند شدن هم شتاب است. بی‌هوا، هر چیزی هر ثانیه حدودِ ۱۰ متر بر ثانیه تندتر می‌شود، سنگین و سبک با هم.مساحت = مسافت
در نمودارِ سرعت–زمان، خطِ افقی یعنی سرعتِ ثابت و شیب یعنی شتاب. مساحتِ زیرِ نمودار مسافت است: مستطیل سرعت × زمان، مثلث نصفِ مستطیل.
نکته‌های ایمنی این ایستگاه
این جمله‌ها همان‌طور که فرزندتان در درس می‌خواند، بی‌تغییر آمده‌اند.
- حرکت را فقط با یک توپ یا ماشینِ اسباب‌بازی روی زمینِ صافِ خانه امتحان کن. هیچ‌وقت در کوچه یا خیابان، با دوچرخه یا اسکیت، برای اندازه‌گرفتنِ تندی مسابقه نده. تندیِ ماشین‌ها را قانون و راننده‌ها تعیین می‌کنند، نه ما.
از درس‌های همین ایستگاه
یک مثال حل‌شده
همان‌طور که در درس دیده می‌شود، این‌جا با همهٔ قدم‌ها.
مسئله
مینا ۱۲۰ متر به شرق در ۶۰ ثانیه و بعد ۴۰ متر به غرب در ۲۰ ثانیه رفت. تندیِ متوسط و سرعتِ متوسطش چقدر است؟راه‌حل، قدم‌به‌قدم
در درس، قدم‌ها یکی‌یکی باز می‌شوند و فرزندتان پیش از هر قدم خودش حدس می‌زند.
- قدم ۱: مسافت: ۱۲۰ + ۴۰ = ۱۶۰ متر. زمان: ۶۰ + ۲۰ = ۸۰ ثانیه. تندیِ متوسط: ۱۶۰ ÷ ۸۰ = ۲ متر بر ثانیه.
- قدم ۲: جابه‌جایی: ۱۲۰ − ۴۰ = ۸۰ متر به شرق. سرعتِ متوسط: ۸۰ ÷ ۸۰ = ۱ متر بر ثانیه، به شرق. سرعت جهت دارد؛ تندی نه.
- قدم ۳: نوبتِ تو، اول خودت: آرش ۱۵۰ متر به شمال در ۴۰ ثانیه و بعد ۵۰ متر به جنوب در ۱۰ ثانیه رفت. تندیِ متوسطش چقدر است؟ سرعتِ متوسطش؟ اول خودت حساب کن، بعد قدمِ بعد را ببین.
- قدم ۴: مسافت ۲۰۰ متر در ۵۰ ثانیه: ۲۰۰ ÷ ۵۰ = ۴ متر بر ثانیه. جابه‌جایی ۱۵۰ − ۵۰ = ۱۰۰ متر به شمال: ۱۰۰ ÷ ۵۰ = ۲ متر بر ثانیه، به شمال.
یک نمونهٔ کوچک
ابزار این ایستگاه را امتحان کنید
از درس «جابه‌جایی و سرعت: کجا و به کدام طرف؟»
نمونه در حال آماده شدن است…
پیش و پس از این ایستگاه
پیش‌نیازها
- ایستگاه ۳: حرکت و تندی
- ریاضی،ایستگاه ۱۲: اعشار، درصد، نسبت و تناسبپیشنهادی، نه اجباری
- ریاضی،ایستگاه ۹: دنباله‌ها و الگوهای عددی
ایستگاه‌هایی که به این تکیه می‌کنند
- ایستگاه ۱۳: قوانینِ نیوتون
- ایستگاه ۲۱: حرکت دوبعدی و پرتابی
روش یادگیری فکرستان و همهٔ ایستگاه‌های این مسیر: فیزیک برای کودکان
شروع با فکرستان
حساب را پدر یا مادر می‌سازد و رضایتش را همان‌جا ثبت می‌کند. فرزندتان با نام مستعار وارد می‌شود و با چند پرسش کوتاه، نقطهٔ شروعِ هر مسیر پیدا می‌شود.