Номер 2, страница 22 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 1. Кинематика. Параграф 4. Скорость при неравномерном движении. Обсудить в классе - номер 2, страница 22.

Условие.

2. Почему нельзя говорить о средней скорости переменного движения вообще, а можно говорить только о средней скорости за данный промежуток времени или о средней скорости на данном участке пути?

Решение.

Говорить о средней скорости переменного движения "вообще" нельзя, потому что при таком движении скорость тела не является постоянной, а изменяется в каждый момент времени. Средняя скорость — это не мгновенная характеристика, а величина, которая описывает движение в целом на определённом отрезке. Она по определению вычисляется как отношение всего пути, пройденного телом, ко всему времени, за которое этот путь был пройден.

Формула для расчета средней путевой скорости выглядит так:

$v_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}}$

где $S_{общ}$ — это весь пройденный путь, а $t_{общ}$ — всё затраченное время.

Из этой формулы следует, что значение средней скорости напрямую зависит от того, какой именно путь ($S_{общ}$) и какой промежуток времени ($t_{общ}$) мы рассматриваем. Если выбрать другой участок пути или другой промежуток времени, то и значение средней скорости, скорее всего, будет другим.

Рассмотрим пример: автомобиль едет из города А в город Б. Первые 10 км он ехал 30 минут (0,5 часа) через пробки, а следующие 90 км по шоссе он проехал за 1 час.

Средняя скорость на первом участке (в городе): $v_{ср1} = \frac{10 \text{ км}}{0.5 \text{ ч}} = 20 \text{ км/ч}$.

Средняя скорость на втором участке (на шоссе): $v_{ср2} = \frac{90 \text{ км}}{1 \text{ ч}} = 90 \text{ км/ч}$.

Средняя скорость за всю поездку: $v_{ср.общ} = \frac{10 \text{ км} + 90 \text{ км}}{0.5 \text{ ч} + 1 \text{ ч}} = \frac{100 \text{ км}}{1.5 \text{ ч}} \approx 66.7 \text{ км/ч}$.

Как видно, мы получили три разных значения средней скорости для разных частей одного и того же движения. Поэтому фраза "средняя скорость автомобиля" без уточнения, на каком участке или за какое время, не имеет смысла. Она становится осмысленной только тогда, когда мы указываем границы, в которых производим усреднение.

Ответ: При переменном движении мгновенная скорость тела постоянно меняется, поэтому для характеристики всего процесса движения на каком-либо отрезке вводят понятие средней скорости. Средняя скорость по определению является отношением пройденного пути ко времени движения ($v_{ср} = S/t$). Это значение не постоянно и напрямую зависит от выбранного для расчета участка пути ($\text{S}$) или промежутка времени ($\text{t}$). Для разных участков одного и того же неравномерного движения средняя скорость будет разной. Следовательно, понятие "средняя скорость вообще" является неопределенным и лишено физического смысла, в отличие от средней скорости на конкретном участке пути или за определенный промежуток времени.