Практические приложения физики, страница 24 - гдз по физике 7 класс лабораторный практикум Холина, Березин

Лабораторные работы. Лабораторная работа № 5 «Исследование равномерного движения тела» - страница 24.

Условие.

Практические приложения физики

Туристы готовились к летнему походу. Весь поход должен длиться не более недели. Пешие участки пути они пройдут за 5 дней. На прохождение речных равнинных участков на плотах им останется не более 2 суток.

За 2 недели до начала похода Константин и Виктор решили измерить скорость течения реки и определить примерное время движения на плотах по запланированному маршруту. Равнинный участок реки имеет протяжённость 15 км. Для определения скорости течения реки на равнинном участке туристы использовали поплавок с указателем в виде флажка и береговые метки (рис. 11) по две для каждого наблюдателя. Константин фиксировал прохождение поплавка мимо меток 1 и 2 взмахом руки в момент, когда поплавок и метки 1 и 2 оказывались на одной линии относительно наблюдателя (Константина). По взмаху его руки Виктор с помощью секундомера начинал

Рис. 11

отсчёт времени движения поплавка до меток 3 и 4 до тех пор, пока поплавок и метки 3 и 4 не оказывались на одной линии относительно него (Виктора).

Результаты измерений туристы записывали в таблицу. Измерения провели 5 раз.

Чему равно среднее значение скорости течения реки? За какое время пройдёт группа туристов равнинный участок реки и уложатся ли они в запланированное время?

№ опыта	Расстояние между метками $s \pm \Delta s$, м	Время движения поплавка между метками $t \pm \Delta t$, с	Скорость течения реки $\text{v}$, $\frac{\text{м}}{\text{с}}$
1	20,0 ± 0,1	105,2 ± 0,2	0,19
2	20,0 ± 0,1	115,5 ± 0,2	0,17
3	20,0 ± 0,1	110,1 ± 0,2	0,18
4	20,0 ± 0,1	92,9 ± 0,2	0,22
5	20,0 ± 0,1	103,6 ± 0,2	0,19

Решение.

Чему равно среднее значение скорости течения реки?

Чтобы найти среднее значение скорости течения реки, нужно сложить все значения скорости, полученные в ходе пяти опытов, и разделить результат на количество опытов.

Значения скорости из таблицы:

$v_1 = 0,19$ м/с

$v_2 = 0,17$ м/с

$v_3 = 0,18$ м/с

$v_4 = 0,22$ м/с

$v_5 = 0,19$ м/с

Средняя скорость $v_{ср}$ вычисляется по формуле:

$v_{ср} = \frac{v_1 + v_2 + v_3 + v_4 + v_5}{N}$, где $N=5$.

Подставим значения в формулу:

$v_{ср} = \frac{0,19 + 0,17 + 0,18 + 0,22 + 0,19}{5} = \frac{0,95}{5} = 0,19$ м/с.

Ответ: Среднее значение скорости течения реки составляет 0,19 м/с.

За какое время пройдёт группа туристов равнинный участок реки и уложатся ли они в запланированное время?

Дано:

Протяжённость равнинного участка реки: $L = 15$ км

Запланированное время: $T_{план} = 2$ суток

Средняя скорость течения реки: $v_{ср} = 0,19$ м/с

Перевод в систему СИ:

$L = 15 \text{ км} = 15 \cdot 1000 \text{ м} = 15000 \text{ м}$

$T_{план} = 2 \text{ суток} = 2 \cdot 24 \text{ ч} = 48 \text{ ч} = 48 \cdot 3600 \text{ с} = 172800 \text{ с}$

Найти:

$T_{факт}$ — ?

Уложатся ли туристы в запланированное время?

Решение:

Предполагая, что плот движется со скоростью течения реки, время $T_{факт}$, необходимое для прохождения участка $\text{L}$, можно найти по формуле равномерного движения:

$T_{факт} = \frac{L}{v_{ср}}$

Подставим числовые значения:

$T_{факт} = \frac{15000 \text{ м}}{0,19 \text{ м/с}} \approx 78947,4 \text{ с}$

Чтобы сравнить полученное время с запланированным, переведём его в часы:

$T_{факт} = \frac{78947,4 \text{ с}}{3600 \text{ с/ч}} \approx 21,93 \text{ ч}$

Запланированное время составляет 2 суток, что равно 48 часам.

Сравним фактическое и запланированное время:

$21,93 \text{ ч} < 48 \text{ ч}$

Так как время, которое потребуется туристам на прохождение участка, меньше запланированного, они уложатся в срок.

Ответ: Группа туристов пройдёт равнинный участок реки примерно за 21,93 часа. Да, они уложатся в запланированное время, так как им потребуется менее одних суток, а в запасе у них двое суток.