1. Группа туристов, двигаясь с постоян-ной по модулю скоростью 5 км/ч, сначала в течение 1 ч идет на север, затем в тече-ние 0,5 ч- на восток и, наконец, в тече-ние 1,5 ч- на юг. Где окажется группа после прохождения этих трех участков? Сколько времени ей потребуется на возвращение в исходную точку по прямой? сделай решение
Задача решается через векторную алгебру по компонентам.
Исходные данные:
- Скорость группы: 5 км/ч (постоянная по модулю).
- Траектории: 1 ч на север, 0,5 ч на восток, 1,5 ч на юг.
1) Введём оси:
- ось x — восток;
- ось y — север.
2) Компоненты перемещения за каждый участок:
- 1 ч на север: Δr1 = (0, +5) км.
- 0,5 ч на восток: Δr2 = (+2,5, 0) км (поскольку 5 км/ч × 0,5 ч = 2,5 км).
- 1,5 ч на юг: Δr3 = (0, -7,5) км (потому что 5 × 1,5 = 7,5 км).
3) Общее перемещение (сумма векторов):
Δr = Δr1 + Δr2 + Δr3 = (0 + 2,5 + 0, 5 + 0 − 7,5) = (2,5, −2,5) км.
Значит, группа окажется на 2,5 км к востоку и 2,5 км к югу от исходной точки.
4) Расстояние от исходной точки до текущей:
|Δr| = sqrt(2,5^2 + (−2,5)^2) = sqrt(6,25 + 6,25) = sqrt(12,5) ≈ 3,54 км.
5) Направление возвращения в исходную точку:
- Компоненты (2,5, −2,5) говорят о направлении на юго-восток под углом 45° к оси восток (или 45° южнее востока).
- Можно записать как угол θ относительно оси положительного x: tan θ = (−2,5)/(2,5) = −1 → θ = −45°, то есть 45° к югу от востока.
6) Время на возвращение по прямой:
t = s / v = 3,54 км / 5 км/ч ≈ 0,708 ч ≈ 42,5 мин.
Итог:
- Конечная точка: 2,5 км к востоку и 2,5 км к югу от начала (путь завершён в SE направлении под 45° к оси восток).
- Расстояние до исходной точки: примерно 3,54 км.
- Время возвращения по прямой к исходной точке при скорости 5 км/ч: примерно 0,71 ч, то есть около 42,4–42,5 минут.