Номер 24, страница 8 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Законы движения и взаимодействия тел. Определение координаты тела. Перемещение при прямолинейном равномерном движении - номер 24, страница 8.

Условие.

24. Самолёт пролетел по прямой 400 км, затем повернул под углом 90° и пролетел ещё 300 км. Определите графически пройденный самолётом путь и модуль перемещения.

Решение.

Дано:

Длина первого участка пути, $d_1 = 400$ км
Длина второго участка пути, $d_2 = 300$ км
Угол поворота, $\alpha = 90^\circ$

Перевод в систему СИ:
$d_1 = 400 \cdot 10^3$ м
$d_2 = 300 \cdot 10^3$ м

Найти:

Пройденный путь $L$ — ?
Модуль перемещения $|\vec{s}|$ — ?

Решение:

Пройденный самолётом путь

Пройденный путь — это скалярная величина, равная длине траектории движения тела. Он вычисляется как сумма длин всех участков, которые пролетел самолёт.
$L = d_1 + d_2$
$L = 400 \text{ км} + 300 \text{ км} = 700 \text{ км}$

Ответ: пройденный самолётом путь составляет 700 км.

Модуль перемещения

Перемещение — это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. Модуль перемещения — это длина этого вектора. Для графического определения модуля перемещения построим векторы движения в масштабе.
1. Выберем удобный масштаб, например: 1 см на чертеже равен 100 км в реальности.
2. Из начальной точки А отложим первый вектор $\vec{d_1}$ длиной $400 \text{ км} / 100 \text{ км/см} = 4$ см.
3. Из конца первого вектора (точка В) отложим второй вектор $\vec{d_2}$ под углом $90^\circ$ к первому. Его длина будет равна $300 \text{ км} / 100 \text{ км/см} = 3$ см. Конечная точка — С.
4. Вектор перемещения $\vec{s}$ — это вектор, соединяющий начальную точку А и конечную точку С.
5. Измерим линейкой длину вектора перемещения $\vec{s}$ на чертеже. Она составит 5 см.
6. Переведём полученное значение обратно в километры с учётом масштаба: $|\vec{s}| = 5 \text{ см} \times 100 \text{ км/см} = 500$ км.

Для проверки можно выполнить аналитический расчёт. Векторы $\vec{d_1}$ и $\vec{d_2}$ образуют катеты прямоугольного треугольника, а вектор перемещения $\vec{s}$ является его гипотенузой. По теореме Пифагора:
$|\vec{s}| = \sqrt{d_1^2 + d_2^2}$
$|\vec{s}| = \sqrt{400^2 + 300^2} = \sqrt{160000 + 90000} = \sqrt{250000} = 500$ км.
Графическое и аналитическое решения совпадают.

Ответ: модуль перемещения самолёта составляет 500 км.