Чтобы определить путь и перемещение минутной стрелки длиной 2 сантиметра за 15 минут, давайте сначала рассмотрим, как работает минутная стрелка.
Минутная стрелка делает полный оборот вокруг циферблата за 60 минут. Поэтому, за 15 минут она пройдет 1/4 от полного оборота. Полный оборот равен 360 градусам, следовательно, 1/4 оборота составит:
\[ \frac{360 \text{°}}{4} = 90 \text{°} \]
Теперь определим путь, который пройдет кончик минутной стрелки. Путь (длина дуги) можно вычислить по формуле:
\[ S = r \cdot \alpha \]
где:
- \( S \) — длина дуги,
- \( r \) — радиус окружности (длина минутной стрелки),
- \( \alpha \) — угол в радианах.
Сначала переведем градусы в радианы. В 90 градусах:
\[ \alpha = \frac{90}{180} \cdot \pi = \frac{\pi}{2} \text{ радиан} \]
Теперь можем подставить значения в формулу. Длина минутной стрелки \( r = 2 \) см. Подставим:
\[ S = 2 \cdot \frac{\pi}{2} = \pi \text{ см} \]
Итак, путь, пройденный минутной стрелкой за 15 минут, составляет примерно 3.14 см (если использовать π ≈ 3.14).
Теперь определим перемещение. Перемещение — это прямая линия от начальной точки до конечной. После 15 минут минутная стрелка указывает на 3 часа, а её начальная позиция находится на 12 часах. Таким образом, перемещение будет равно длине отрезка между двумя точками.
Это расстояние можно определить как сторону квадрата, вписанного в окружность радиусом 2 см, где одна вершина указывает на «12», а другая на «3». Каждая боковая сторона квадрата будет равна:
\[ перемещение = r \cdot \sqrt{2} \]
где \( 90° \) образует равнобедренный прямоугольный треугольник. В этом случае:
\[ перемещение = 2 \cdot \sqrt{2} \approx 2.83 \text{ см} \]
Таким образом, за 15 минут путь минутной стрелки составляет примерно 3.14 см, а перемещение — примерно 2.83 см.