Položaj, pomak, putanja i pređeni put
- Zapisati položaj tijela koordinatom i razlikovati položaj od promjene položaja.
- Izračunati pomak Δx = x₂ − x₁ i objasniti zašto on ima predznak.
- Razlikovati putanju i pređeni put od pomaka.
- Pokazati na kružnoj stazi da pomak može biti nula i kada je pređeni put velik.
1. Položaj i koordinata
Da bi opis kretanja bio precizan, prvo moramo znati gdje je tijelo. U referentnom sistemu s osom x položaj zapisujemo jednim brojem — koordinatom. Ako je ishodište na stubu stanice, autobus na 800 m prema istoku ima x = +800 m, a autobus 300 m prema zapadu x = −300 m.
Koordinata je dakle položaj, a ne put. Ona kaže gdje se tijelo nalazi u odabranom trenutku. Kada se tijelo kreće, njegova koordinata se mijenja — i ta promjena je prva veličina kojom opisujemo kretanje.
2. Pomak Δx
Pomak je promjena položaja: od konačnog položaja oduzmemo početni.
Pomak je vektor: ima iznos, pravac i smjer. U opisu duž jedne ose smjer prenosimo predznakom. Ako je x₁ = 20 m i x₂ = 140 m, tada je Δx = 140 m − 20 m = 120 m — pomak je 120 m u pozitivnom smjeru. Ako se tijelo vratilo s x₁ = 140 m na x₂ = 20 m, pomak je Δx = 20 m − 140 m = −120 m: isti iznos, suprotan smjer.
Dva važna svojstva pomaka:
- Pomak zavisi samo od početnog i konačnog položaja, a ne od toga kojim je putem tijelo išlo.
- Pomak ne mora biti jednak pređenom putu. Automobil koji se odveze 300 m i vrati nazad ima pomak 0 m, a pređeni put 600 m.
3. Putanja i pređeni put
Putanja je linija koju tijelo opisuje u prostoru: prava linija po autoputu, luk po kružnoj stazi, krivudava linija po planinskoj stazi. Pređeni put je dužina te putanje. Označavamo ga slovom s, mjerimo u metrima, i on je skalarna veličina — nikad nije negativan, samo raste dok se tijelo kreće.
| Veličina | Oznaka | Jedinica | Vektor ili skalar | Može biti negativna? |
|---|---|---|---|---|
| Položaj | x | m | koordinata s predznakom | da |
| Pomak | Δx | m | vektor | da (smjer) |
| Pređeni put | s | m | skalar | ne |
Kod pravolinijskog kretanja u jednom smjeru pomak i pređeni put imaju isti iznos, pa ih često poistovjećujemo. Čim se smjer promijeni ili putanja zakrivi, oni se razilaze — i tada se greške najlakše otkriju.
4. Kružna staza: pomak nula, put nije nula
Trkač istrči cijeli krug na stazi poluprečnika r = 32 m i vrati se na isto mjesto. Njegov početni i konačni položaj su identični, pa je pomak Δx = 0 m. A pređeni put je obim kruga:
Dakle, za jedan krug: s ≈ 201 m, a Δx = 0 m. Za pola kruga: s ≈ 100,5 m, a pomak je jednak prečniku, Δx = 2r = 64 m, jer je najkraća linija od početka do kraja prečnik. Ovo je najjasniji primjer da pomak i pređeni put nisu isto.
5. Isprobaj: trkač na krugu
Povuci klizač i mijenjaj ugao φ koji trkač pretrči na kružnoj stazi poluprečnika 32 m. Plava linija je pređena putanja, a crvena strelica je pomak od početka do trenutnog položaja. Razmjer je stvaran.
φ = 0° · pređeni put s = 0,0 m · iznos pomaka |Δr| = 0,0 m
Pomjeri klizač da trkač krene po kružnoj stazi.
Vrati se na početak — šta je ostalo od puta?
Kreni iz A, obiđi B, C i D i vrati se u A. Dionice gradi vodoravno ili uspravno kroz ponuđene tačke. Zatim sačuvaj drugu putanju s istim krajem i drugačijim putem. Sve možeš unijeti tastaturom, bez prevlačenja.
Tačke u metrima: A (0; 0), B (4; 0), C (4; 3), D (0; 3), E (2; 0), F (2; 3). Jedno polje mreže = 1 m u oba pravca.
Plavo: cijela izgrađena putanja. Crvena strelica: pomak od A do trenutne tačke. Pri povratku u A pomak je nula i nema strelice smjera.
Pokušaj najprije A → B → C → D → A.
| Sačuvana putanja | Pređeni put | Iznos pomaka |
|---|
Za drugu putanju iskoristi E i F. Poredi dužine dionica, a zatim početni i krajnji položaj. „Nova putanja“ čuva ranije rezultate za poređenje.
6. Korak po korak: od putanje do pomaka
Zadatak: „Trkač istrči tri četvrtine kruga na stazi poluprečnika 40 m. Odredi pređeni put i pomak.“ Radi ovako, korak po korak.
7. Riješeni primjeri
Dva tipa zadatka: pomak na pravoj stazi i pomak na kružnoj stazi. U svakom tipu su tri primjera, od lakšeg ka težem.
Tip 1: pomak i pređeni put na pravoj stazi
Primjer 1: trkač u jednom smjeru
Trkač trči po pravoj stazi od položaja x₁ = 20 m do položaja x₂ = 140 m. Odredi pomak i pređeni put.
Primjer 2: trkač se vraća nazad
Trkač krene s položaja x₁ = 140 m i otrči do položaja x₂ = 20 m. Odredi pomak i pređeni put.
Primjer 3: automobil ide naprijed, pa se vraća
Automobil krene s položaja x₁ = −250 m, odveze se do x = 450 m, pa se vrati na x₂ = 150 m. Odredi pređeni put i pomak.
Tip 2: pomak i pređeni put na kružnoj stazi
Primjer 1: pola kruga
Trkač pretrči pola kruga na stazi poluprečnika 32 m. Odredi pređeni put i pomak.
Primjer 2: puni krug
Trkač istrči cijeli krug na stazi poluprečnika 32 m i zaustavi se na startu. Odredi pređeni put i pomak.
Primjer 3: tri četvrtine kruga
Trkač istrči tri četvrtine kruga na stazi poluprečnika 40 m. Koliki je pređeni put, a koliki pomak?
- „Pomak i pređeni put su isto.“ Jednaki su samo kod pravolinijskog kretanja u jednom smjeru. Na krugu je pređeni put 201 m, a pomak 0 m.
- Negativan pređeni put. Put je dužina i nikad nije negativan. Predznak pripada pomaku i koordinati, jer oni nose smjer.
- Računanje pomaka sabiranjem dijelova. Pomak se dobije oduzimanjem početnog od konačnog položaja. Sabiranje dijelova daje pređeni put.
- Zaboravljen predznak koordinate. Od −250 m do 450 m nije 200 m, nego 700 m. Kod koordinata s predznakom uvijek računaj razliku, a ne „razmak između brojeva“.
✅ Kviz — provjeri sebe (4 pitanja)
1. Trkač istrči cijeli krug i vrati se na start. Šta vrijedi za pređeni put i pomak?
2. Tijelo se pomjerilo s položaja x₁ = 30 m na x₂ = 90 m. Koliki je pomak?
3. Šta je pređeni put?
4. Automobil se odveze 300 m prema istoku, pa 300 m prema zapadu. Koliki su pomak i pređeni put?
8. Primijeni i objasni
Provjeri rješenje i obrazloženje
Obim staze je 2 · 3,14 · 50 m = 314 m. Jedan i po krug daje s = 1,5 · 314 m = 471 m. Nakon punog kruga trkač je na startu, a zatim pretrči još pola kruga i zaustavi se na suprotnoj strani staze. Početni i konačni položaj su tada na suprotnim krajevima prečnika, pa je pomak jednak prečniku: Δx = 2 · 50 m = 100 m. Razlika je velika zato što je putanja zakrivljena: pređeni put sabira cijeli luk, uključujući i onaj dio koji trkača vraća na početak, a pomak gleda samo ravnu liniju od početka do kraja. Provjera smisla: pomak od 100 m ne može biti veći od prečnika od 100 m, a upravo je jednak njemu — dakle račun je tačan.
Pokušaj najprije samostalno. Ako zapneš, vrati se na simulaciju i postavi ugao na 360°, pa na 180° i uporedi brojeve za s i Δx.
Ključni sadržaji koje ovdje učiš: položaj, pomak, putanja i pređeni put kao osnovne kinematičke veličine.
Oblast B — Mehanika, kinematika. Oznake ishoda u izvoru: B.8.1, B.8.2. Predmetni kurikulum KS, 8. razred, štampana str. 14. Raspored oblasti na portalu je urednički. Objašnjenja, primjeri i aktivnosti su autorski.