Задание № 2
Подпишите названия и сделайте рисунок систем координат:
Лифт, бег на короткую дистанцию...
Шахматы, географическая карта, план участка...
Подводная лодка, самолёт в полёте...
1 Указывает название каждой системы координат
1 Делает рисунок указанных систем координат
Задание № 4)
Решите задачу:
Два поезда движутся равномерно друг за другом.
Скорость первого равна 70 км/ч, а скорость второго равна 50 км/ч. Определите скорость второго поезда относительно первого
Дано:
Решение:
Задание № 3
Выберите один случай, когда тело нельзя считать материальной точкой:
Самолёт, летящий из одного города в другой
Корабль совершает кругосветное путешествие
Автомобиль заезжает в гараж
Земля движется по круговой орбите вокруг Солнца
Мячик для настольного тенниса, летящий по воздуху
11
Указывает в каких случаях тело не считается материальной точкой
Задание № 5
Решите задачу:
Эскалатор метро движется со скоростью 1,8 км/ч. Человек идёт в направлении движения эскалатора со скоростью 2,7 км/ч относительно эскалатора. За какое время человек поднимется по эскалатору, если его длина 20 м
Дано:
СИ:
Решение:
1② Используя теорему сложения скоростей, преобразует скор
1 Переводит единицы измерения в систему СИ
Ниже я дам подробные решения и объяснения по задачам, адаптированным под физику 9 класса и цель “Понять”. По вашим пунктам:
- Задание №2 (координатные системы) — подпишу названия и приведу простые рисунки ASCII для каждого случая.
- Задание №4 — решение задачи о скоростях двух поездов.
- Задание №3 — выбор случая, когда тело нельзя считать материальной точкой, и пояснение.
- Задание №5 — решение задачи с эскалатором, с выводом в м/с и в секундах.
Задача № 2. Подпишите названия и сделайте рисунок систем координат
1) Лифт
- Название системы координат: локальная система координат внутри лифта (ось y направлена вверх вдоль шахты). Обычно origin выбирают на нижней платформе лифта.
- Рисунок (ASCII):
Лифт, локальная СО (ось y вверх)
↑ y
│
│ пассажир
│ [лифтовой вагон]
└───┬─────────────────
0 (уровень пола)
2) Бег на короткую дистанцию
- Название системы координат: локальная горизонтальная система координат вдоль дорожки (ось x направлена вперёд по маршруту).
- Рисунок (ASCII):
Бег на дистанцию, локальная СО (ось x вдоль дорожки)
←────────→ x
Старт(0) ———— (d) ———→ финиш
(маркеры расстояний 0, 5 м, 10 м и т.д.)
3) Шахматы
- Название системы координат: декартова система координат на шахматной доске. Оси чаще всего выбирают по файлам и по рангам.
- Ось x: файлы a, b, c, d, e, f, g, h (слева направо)
- Ось y: ранги 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (снизу вверх)
- Начало в левом нижнем углу (a1)
- Рисунок (ASCII):
Шахматная доска: координаты по осям
8 | a8 b8 c8 d8 e8 f8 g8 h8
7 | a7 b7 c7 d7 e7 f7 g7 h7
6 | a6 b6 c6 d6 e6 f6 g6 h6
5 | a5 b5 c5 d5 e5 f5 g5 h5
4 | a4 b4 c4 d4 e4 f4 g4 h4
3 | a3 b3 c3 d3 e3 f3 g3 h3
2 | a2 b2 c2 d2 e2 f2 g2 h2
1 | a1 b1 c1 d1 e1 f1 g1 h1
---------------------------------------
a b c d e f g h
- Такой рисунок показывает, как ориентироваться по файлам (буквы) и рангам (числа).
4) Географическая карта
- Название системы координат: географическая система координат (широта φ и долгота λ). Ось φ — широта (от −90° до +90°, с севера на юг), ось λ — долгота (от −180° до +180°, west–east).
- Рисунок (ASCII):
λ (долгота)
→
−180° ... 0° ... +180°
| |
φ ↑ | |
90° N +--------------------+
| |
0° +--------------------+ 0° меридиан (λ = 0)
φ ↓ | |
-90° S +--------------------+
−90° ... 0° ... +90°
(поле широты φ по вертикали, долгота λ по горизонтали)
5) План участка (локальная плановая геометрия)
- Название системы координат: локальная прямоугольная система координат планирования, ось X — на восток, ось Y — на север.
- Рисунок (ASCII):
Север
↑
W ←───+───→ E
|
Origin (0,0) в левом нижнем углу плана
X направлен на восток, Y на север
6) Подводная лодка
- Название системы координат: локальная 3D-система координат на лодке: x — вперед по носу, y — вправо (права рука), z — вниз (погружение) (часто используют x-forward, y-right, z-down).
- Рисунок (ASCII):
z
↓ вниз
↑
| лодка
| [фюзеляж]
└─→ x (вперед)
y → вправо
- Примечание: ориентации осей можно менять в зависимости от задачи; здесь приведено стандартное «локальное»ODY для подводной техники.
7) Самолёт в полёте
- Название системы координат: локальная трехмерная система самолёта: x — вперед по траектории полета, y — вправо (поперек фюзеляжа), z — вверх (или вниз, в зависимости от выбранной конвенции; здесь используем z вверх домноженный на правую систему).
- Рисунок (ASCII):
z вверх
↑
|
→ y (право)
↗
x вперед (траектория)
- Примечание: в авиации часто применяют разные конвенции (NED, XYZ); для учебной задачи можно выбрать простую локальную систему: x вперед, y вправо, z вверх.
Задача № 4. Решите задачу: два поезда движутся равномерно друг за другом
Параметры:
- Скорость первого поезда v1 = 70 км/ч
- Скорость второго поезда v2 = 50 км/ч
- Оба поезда движутся в одном направлении (один за другим)
Решение:
- Скорость второго относительно первого выражается как v2A = v2 − v1.
- Подставляем: v2A = 50 − 70 = −20 км/ч.
- Это означает, что «второй поезд» движется относительно первого со скоростью 20 км/ч в противоположном направлении (или, что эквивалентно, расстояние между ними увеличивается со скоростью 20 км/ч).
- Ответ: скорость второго поезда относительно первого равна 20 км/ч (направление — противоположно направлению движения первого поезда).
Задача № 3. Выберите один случай, когда тело нельзя считать материальной точкой
Варианты:
- Самолёт, летящий из одного города в другой
- Корабль совершает кругосветное путешествие
- Автомобиль заезжает в гараж
- Земля движется по круговой орбите вокруг Солнца
- Мячик для настольного тенниса, летящий по воздуху
Правильный выбор: Автомобиль заезжает в гараж.
Пояснение:
- Правило: тело можно считать материальной точкой, если размеры тела и его вращения не существенно влияют на решение задачи — то есть онам не играет роли форма и размеры. В большинстве задач на движение на больших расстояниях этот подход применяют.
- В случае заезда автомобиля в гараж реально важно учесть размеры автомобиля и ширину гаража: длина и ширина машины могут приближенно быть сопоставимыми с проёмом гаража, поэтому точка модели (с нулевые размеры) перестаёт адекватно описывать ситуацию.
- Другие примеры: самолёт, корабль, Земля и мячик могут часто рассматриваться как точки в задачах о траекториях и скоростях, если масштабы позволят такое упрощение.
Задача № 5. Решите задачу: Эскалатор метро
Условия:
- Скорость эскалатора v_E = 1,8 км/ч
- Скорость человека относительно эскалатора v_P/E = 2,7 км/ч
- Длина эскалатора L = 20 м
- Требуется время подъёма по эскалатору
СИ и решение:
1) Переведём скорости в одинаковую систему единиц. Часто удобнее перевести в метры в секунду (м/с).
- v_E = 1,8 км/ч = 1800 м / 3600 s = 0,50 м/с
- v_P/E = 2,7 км/ч = 2700 м / 3600 s = 0,75 м/с
2) Скорость человека относительно пола (земной поверхности) равна сумме его скорости относительно эскалатора и скорости эскалатора:
v_total = v_E + v_P/E = 0,50 + 0,75 = 1,25 м/с
3) Время подъёма определяется как t = L / v_total. Переведём длину в метры (у нас уже в метрах): L = 20 м.
t = 20 м / 1,25 м/с = 16 секунд
4) Ответ: человек поднимется по эскалатору за 16 секунд.
Краткое резюме:
- Задание №2: для каждого случая указаны названия координатных систем и приведены простые ASCII-рисунки (лифт — локальная вертикальная ось; бег — горизонтальная ось; шахматы — файловая и ранговая декартова система; карта — широта/долгота; план участка — локальная планиметрия; подводная лодка и самолёт — локальные 3D СО, ориентированные вдоль осей тела).
- Задание №4: скорость второго относительно первого равна 20 км/ч (направление противоположно движению первого).
- Задание №3: выбор — автомобиль заезжает в гараж; объяснение дано выше.
- Задание №5: время подъёма 16 секунд; все переходы учтены по формулам v = v_E + v_P/E и t = L / v.
Если нужно, могу дополнить каждую ASCII-рисунку более подробно или привести компактные чертежи в виде пиктограмм для конспекта.