Номер 37, страница 226 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Взаимодействие тел. Задачи для повторения - номер 37, страница 226.

Условие.

37. Датчик движения показал следующий график движения пешехода (рис. 203). Охарактеризуйте движение на каждом участке. Опишите ситуацию, в которой пешеход мог так двигаться.

Решение.

Решение 2.

Дано:

График зависимости пути $s$ (в метрах) от времени $t$ (в секундах) для пешехода.

Найти:

Характеристику движения на каждом участке; описание ситуации.

Решение:

Охарактеризуйте движение на каждом участке.

Для характеристики движения на каждом участке определим тип движения и вычислим скорость. Скорость при равномерном движении, которому соответствует прямолинейный участок графика $s(t)$, вычисляется по формуле $v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$, где $\Delta s$ — пройденный путь за промежуток времени $\Delta t$.

Участок I (время от 0 с до 3 с):

График на этом участке — прямая, исходящая из начала координат. Это означает равномерное движение. За время $\Delta t_1 = 3 \text{ с}$ пешеход прошел путь $\Delta s_1 = 120 \text{ м}$.

Скорость: $v_1 = \frac{120 \text{ м}}{3 \text{ с}} = 40 \frac{\text{м}}{\text{с}}$.

Характеристика: равномерное движение со скоростью 40 м/с.

Участок II (время от 3 с до 4 с):

График — горизонтальная линия. Это означает, что пройденный путь не меняется, тело покоится.

Промежуток времени: $\Delta t_2 = 4 \text{ с} - 3 \text{ с} = 1 \text{ с}$.

Изменение пути: $\Delta s_2 = 120 \text{ м} - 120 \text{ м} = 0 \text{ м}$.

Скорость: $v_2 = \frac{0 \text{ м}}{1 \text{ с}} = 0 \frac{\text{м}}{\text{с}}$.

Характеристика: состояние покоя (остановка) в течение 1 с.

Участок III (время от 4 с до 6 с):

График — прямая линия, что означает равномерное движение.

Промежуток времени: $\Delta t_3 = 6 \text{ с} - 4 \text{ с} = 2 \text{ с}$.

Пройденный путь: $\Delta s_3 = 300 \text{ м} - 120 \text{ м} = 180 \text{ м}$.

Скорость: $v_3 = \frac{180 \text{ м}}{2 \text{ с}} = 90 \frac{\text{м}}{\text{с}}$.

Характеристика: равномерное движение со скоростью 90 м/с.

Ответ: На участке I пешеход двигался равномерно со скоростью 40 м/с. На участке II пешеход 1 секунду стоял на месте (скорость равна 0). На участке III пешеход двигался равномерно со скоростью 90 м/с.

Опишите ситуацию, в которой пешеход мог так двигаться.

Согласно графику, пешеход сначала движется 3 секунды с постоянной скоростью 40 м/с (что эквивалентно 144 км/ч), затем делает остановку на 1 секунду, после чего продолжает движение с еще большей постоянной скоростью 90 м/с (эквивалентно 324 км/ч) в течение 2 секунд.

Такая ситуация является физически невозможной для пешехода. Скорость самого быстрого бегуна в мире значительно меньше (около 12 м/с), а скорости на графике сравнимы со скоростями гоночного автомобиля. Следовательно, можно сделать вывод, что:

1. В условии задачи допущена неточность, и под "пешеходом" имелся в виду какой-либо очень быстрый механизм (например, автомобиль).

2. Задача является гипотетической, учебной и не претендует на реалистичность.

3. В единицах измерения на графике есть ошибка. Если бы время измерялось в минутах, то скорости ($v_1 \approx 0,67 \text{ м/с}$, $v_3 = 1,5 \text{ м/с}$) были бы типичными для ходьбы человека. Однако на графике четко указаны секунды (с).

Ответ: Ситуация, при которой пешеход движется 3 с со скоростью 40 м/с, затем 1 с отдыхает, и после движется 2 с со скоростью 90 м/с, нереалистична. Скорости слишком велики для человека. Вероятнее всего, это гипотетическая задача или в ее условии есть ошибка.