Для решения задачи о перемещении конца часовой стрелки, давайте рассмотрим, что часовая стрелка делает полный оборот за 12 часов. Длина окружности, по которой движется конец стрелки с радиусом 6 см, может быть найдена с помощью формулы для длины окружности:
\[ S = 2 \pi r \]
где \( r = 6 \) см.
Следовательно, длина окружности:
\[ S = 2 \pi \times 6 \approx 37.7 \text{ см} \]
Теперь рассмотрим перемещения за различные временные промежутки.
При \( t = 3 \) ч: Стрелка проходит 1/4 круга (90 градусов).
Путь: \[ S_{3ч} = \frac{1}{4} \times 37.7 \approx 9.425 \text{ см} \]
Модуль перемещения: Так как это четверть окружности, перемещение будет равно радиусу \( r = 6 \) см.
При \( t = 6 \) ч: Стрелка проходит 1/2 круга (180 градусов).
Путь: \[ S_{6ч} = \frac{1}{2} \times 37.7 \approx 18.85 \text{ см} \]
Модуль перемещения: Перемещение в этом случае также равно расстоянию между начальной и конечной точкой, что будет равно \( 12 \text{ см} \) (двигается на 6 см по вертикали вверх).
При \( t = 12 \) ч: Стрелка совершает полный оборот (360 градусов).
Путь: \[ S_{12ч} = 37.7 \text{ см} \]
Модуль перемещения: Поскольку стрелка вернулась в исходную точку, модуль перемещения равен \( 0 \text{ см} \).
При \( t = 24 \) ч: Стрелка совершает два полных оборота (720 градусов).
Путь: \[ S_{24ч} = 2 \times 37.7 \approx 75.4 \text{ см} \]
Модуль перемещения: Стрелка вернулась в исходную точку, поэтому модуль перемещения тоже равен \( 0 \text{ см} \).
Итак, резюмируя:
- \( t = 3 \): путь ≈ 9.425 см, модуль перемещения = 6 см.
- \( t = 6 \): путь ≈ 18.85 см, модуль перемещения = 12 см.
- \( t = 12 \): путь = 37.7 см, модуль перемещения = 0 см.
- \( t = 24 \): путь ≈ 75.4 см, модуль перемещения = 0 см.