Номер 3, страница 73 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 2. Кинематика материальной точки. Параграф 16. Кинематика периодического движения. Творческие задания - номер 3, страница 73.

Условие.

3. Что в вашей жизни можно описать с помощью терминов «средний» и «мгновенный»? Ответ аргументируйте.

Решение.

Термины «средний» и «мгновенный» применяются для описания характеристик процессов, которые изменяются с течением времени. «Среднее» значение даёт обобщённую оценку процесса за длительный интервал, сглаживая все колебания. «Мгновенное» значение, напротив, описывает состояние процесса в один конкретный, бесконечно малый момент времени. В повседневной жизни это различие можно наблюдать во многих ситуациях.

Пример 1: Движение на автомобиле или общественном транспорте

Во время любой поездки, например, из дома на учёбу или работу, наша скорость постоянно меняется.

• Средняя скорость — это характеристика всей поездки в целом. Если вы проехали расстояние $S = 15$ км за время $t = 30$ минут (то есть $0,5$ часа), ваша средняя скорость составит: $v_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}} = \frac{15 \text{ км}}{0.5 \text{ ч}} = 30 \text{ км/ч}$. Эта величина полезна для общего планирования времени, но она не отражает реального характера движения. Ведь часть пути вы могли стоять на светофорах или в пробке, а другую часть — ехать со скоростью 60 км/ч.

• Мгновенная скорость — это скорость в каждый конкретный момент времени. Именно её показывает спидометр автомобиля. Когда вы трогаетесь с места, она растёт, при торможении — уменьшается, а на светофоре равна нулю. Мгновенная скорость даёт точное представление о движении в данную секунду.

Пример 2: Потребление электроэнергии в квартире

Количество электроэнергии, которое мы используем, также постоянно колеблется.

• Среднее потребление — это общая цифра за определённый период, например, за месяц. Допустим, за 30 дней счётчик показал расход 150 кВт·ч. Среднесуточное потребление будет $150 \text{ кВт·ч} / 30 \text{ дней} = 5 \text{ кВт·ч/день}$. Эта цифра используется для расчёта ежемесячной платы и общего анализа энергопотребления, но она не показывает, в какие моменты нагрузка на сеть была максимальной.

• Мгновенное потребление (мощность) — это мощность, потребляемая всеми включёнными приборами в данный момент. Ночью, когда работает только холодильник, она может быть 100 Вт. Утром, когда к нему добавляются чайник, микроволновка и свет, мгновенная мощность может подскочить до 3000–4000 Вт. Эта величина постоянно меняется и показывает реальную нагрузку на электросеть в конкретный момент.

Ответ: В жизни термины «средний» и «мгновенный» описывают изменяющиеся величины. Например, средняя скорость поездки — это весь путь, делённый на всё время, что даёт общую оценку. Мгновенная скорость — это показатель спидометра в конкретный момент. Аналогично, среднее потребление электроэнергии за месяц — это общий расход, делённый на количество дней, а мгновенная мощность — это нагрузка на сеть от работающих приборов в данную секунду. Таким образом, «средние» значения обобщают данные за период, а «мгновенные» — характеризуют процесс в конкретный момент времени.