Номер 1, страница 4 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. ТЗ-1. Путь и перемещение - номер 1, страница 4.

Условие.

1. Укажите, в каком из приведённых ниже примеров тело можно считать материальной точкой:

а) Земля, движущаяся вокруг Солнца;

б) Земля, вращающаяся вокруг своей оси;

в) Луна, вращающаяся вокруг Земли;

г) Луна, на поверхности которой движется луноход;

д) молот, брошенный спортсменом;

е) спортивный молот, который изготавливают на станке.

Решение.

Решение

Материальная точка — это физическая модель, представляющая собой тело, размерами, формой и внутренним строением которого в условиях данной задачи можно пренебречь. Тело можно считать материальной точкой, если его размеры пренебрежимо малы по сравнению с характерными для данной задачи расстояниями (например, с пройденным путем или с расстоянием до других тел).

Проанализируем каждый из предложенных примеров:

а) Земля, движущаяся вокруг Солнца
При описании движения Земли по орбите вокруг Солнца её размеры (диаметр около $12 700$ км) ничтожно малы по сравнению с радиусом её орбиты (около $150 \ 000 \ 000$ км). Поэтому для изучения орбитального движения Землю можно и нужно считать материальной точкой. Это классический пример применения данной модели.

б) Земля, вращающаяся вокруг своей оси
В данном случае рассматривается собственное вращение тела. Для описания этого процесса необходимо учитывать размеры и форму Земли, так как разные точки на её поверхности движутся с разными скоростями и по разным траекториям. Материальная точка по определению не имеет размеров, а значит, не может вращаться. Следовательно, здесь Землю нельзя считать материальной точкой.

в) Луна, вращающаяся вокруг Земли
Аналогично примеру (а), при изучении движения Луны по орбите вокруг Земли её размеры (диаметр около $3 500$ км) многократно меньше расстояния до Земли (около $384 \ 000$ км). Таким образом, в этой задаче Луну можно считать материальной точкой.

г) Луна, на поверхности которой движется луноход
Здесь Луна — это не движущийся объект, а протяженная поверхность, по которой перемещается другое тело. Для описания движения лунохода важны размеры, рельеф и кривизна лунной поверхности. Следовательно, считать Луну материальной точкой в этом контексте нельзя.

д) молот, брошенный спортсменом
При решении задачи на определение дальности полета молота, его размеры (около $1.2$ м) можно считать малыми по сравнению с расстоянием, которое он пролетает (десятки метров). В таком случае, для описания траектории его центра масс, молот можно считать материальной точкой.

е) спортивный молот, который изготавливают на станке
Процесс изготовления целиком и полностью связан с приданием телу определённых размеров и формы. Эти характеристики являются ключевыми. Поэтому считать молот материальной точкой в данной ситуации невозможно.

Таким образом, в примерах (а), (в) и (д) тело можно считать материальной точкой. Однако формулировка вопроса в единственном числе («в каком из примеров») предполагает выбор одного, наиболее подходящего варианта. Наиболее ярким и однозначным примером, где модель материальной точки является практически идеальной из-за колоссальной разницы в масштабах, является движение планеты вокруг звезды. Поэтому вариант (а) следует считать самым правильным ответом.

Ответ: а) Земля, движущаяся вокруг Солнца.