Какую физическую величину определяет водитель автомобиля по по, казаниям одометра — пройденный путь или модуль перемещения? Если вам неизвестно значение «одометр», найдите егов Интер- нете.
2. Как должен двигаться автомобиль в течение некоторого промежутка времени, чтобы по одометру можно было определить модуль переме- щения, совершённого автомобилем за этот промежуток времени? Объясните свой ответ. 3. Турист прошёл 2 кМ строго на север, затем 3 км на восток и 2 км на юг. Сделайте чертёж, выбрав масштаб: в двух клетках 0,5 км, и най- дите путь, пройденный телом, и перемещение тела.
Ниже пошагово по задачам. Цель — понять идеи и дать понятные примеры.
1) Какую величину показывает одометр: пройденный путь или модуль перемещения?
- Одометр измеряет пройденный путь — суммарное расстояние, пройденное автомобилем по поверхности дороги (меньше или равно интегралу скорости по времени). Реально он считает обороты колес и переводит их в длину пути.
- Модуль перемещения — это длина вектора от начальной точки траектории до текущей позиции (то есть прямолинейное расстояние между началом и концом).
- Разница: если автомобиль ехал по прямой без поворотов, путь равен модулю перемещения. Если же были повороты, путь больше, чем модуль перемещения (путь проходит по дуге/изломам, а модуль — по прямой от старта к финишу).
2) Как должен двигаться автомобиль, чтобы по одометру можно было определить модуль перемещения за этот промежуток?
- Чтобы по одометру можно было точно узнать модуль перемещения, автомобиль должен двигаться строго по одной прямой без изменений направления в течение данного промежутка времени. Тогда пройденный путь = модуль перемещения (обе величины равны длине отрезка, проведённого по прямой).
- Если есть повороты или развороты, сумма пройденного пути (показания одометра) будет больше, чем модуль перемещения, поэтому по одометру нельзя однозначно определить прямолинейную дистанцию между начальной и конечной точками.
Короткое пояснение: при прямолинейном непрерывном движении за интервал Δt начальная точка A и конечная точка B лежат на одной прямой, и расстояние AB равно пройденному пути, так что одометр даёт модуль перемещения.
3) Турист прошёл 2 км строго на север, затем 3 км на восток и 2 км на юг. Сделайте чертёж, выбрав масштаб: в двух клетках 0,5 км, и найдите путь, пройденный телом, и перемещение тела.
- Масштаб: в две клетки — 0,5 км, значит одна клетка равна 0,25 км.
- Преобразуем траекторию в клетки:
- 2 км север: 2 / 0.25 = 8 клеток вверх.
- 3 км восток: 3 / 0.25 = 12 клеток вправо.
- 2 км юг: 2 / 0.25 = 8 клеток вниз.
- Начало траектории — точка O (0,0).
- После первого отрезка: до точки A(0, 8).
- После второго отрезка: до точки B(12, 8).
- После третьего отрезка: до точки C(12, 0).
- Путь, пройденный телом (сумма длин всех отрезков): 2 км + 3 км + 2 км = 7 км.
- В клетках: 8 + 12 + 8 = 28 клеток.
- Модуль перемещения (прямая от начала до конца): от O до C, это вектор (12 клеток вправо, 0 вверх) => модуль перемещения = 12 клеток × 0.25 км/клетка = 3 км.
- На чертеже: можно изобразить:
- Полую ломаную: вверх на 8 клеток, затем вправо на 12 клеток, затем вниз на 8 клеток.
- Модуль перемещения: прямую от старта до конца — горизонтальная линия длиной 12 клеток.
- Соответствующие длины: путь 28 клеток (7 км) и прямое перемещение 12 клеток (3 км).
Итоги:
- Задача 1: одометр измеряет пройденный путь, а не модуль перемещения.
- Задача 2: чтобы по одометру получить модуль перемещения, движение должно быть по одной прямой без поворотов.
- Задача 3: путь = 7 км, перемещение = 3 км на восток (на масштабе 0,25 км за клетку: путь — 28 клеток, перемещение — 12 клеток).