Номер 25, страница 8 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Определение координаты тела. Перемещение при прямолинейном равномерном движении. Законы движения и взаимодействия тел - номер 25, страница 8.

25. Автомобиль, заправившись на АЗС бензином, движется прямолинейно. На расстоянии 20 км от АЗС он поворачивает и, пройдя в противоположном направлении 28 км, останавливается. Найдите модуль перемещения и пройденный автомобилем путь. Сделайте рисунок.

Дано:

Расстояние, пройденное от АЗС: $S_1 = 20$ км
Расстояние, пройденное в обратном направлении: $S_2 = 28$ км

Перевод в систему СИ:
$S_1 = 20 \text{ км} = 20 \cdot 1000 \text{ м} = 20000 \text{ м}$
$S_2 = 28 \text{ км} = 28 \cdot 1000 \text{ м} = 28000 \text{ м}$

Найти:

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

Решение:

Для решения задачи введем одномерную систему координат (ось $OX$). Начало координат ($x=0$) совместим с начальной точкой движения — АЗС. Будем считать, что первоначально автомобиль двигался в положительном направлении оси $OX$.

Пройденный автомобилем путь

Пройденный путь $L$ — это скалярная величина, равная длине траектории, то есть сумме расстояний, пройденных автомобилем, независимо от направления движения. Автомобиль сначала проехал 20 км, а затем еще 28 км.

Общий пройденный путь вычисляется как сумма длин двух участков:
$L = S_1 + S_2$

Подставим числовые значения:
$L = 20 \text{ км} + 28 \text{ км} = 48 \text{ км}$

В единицах СИ:
$L = 20000 \text{ м} + 28000 \text{ м} = 48000 \text{ м}$

Ответ: пройденный автомобилем путь составляет 48 км (48000 м).

Модуль перемещения

Перемещение $\Delta\vec{r}$ — это вектор, направленный из начальной точки движения в конечную. Модуль перемещения — это длина этого вектора, то есть кратчайшее расстояние между начальной и конечной точками.

1. Начальная координата автомобиля совпадает с положением АЗС: $x_{нач} = 0$.

2. Автомобиль проехал 20 км в положительном направлении. Координата в точке разворота: $x_1 = x_{нач} + S_1 = 0 + 20 = 20$ км.

3. Затем автомобиль двигался 28 км в противоположном (отрицательном) направлении от точки разворота. Его конечная координата: $x_{кон} = x_1 - S_2 = 20 \text{ км} - 28 \text{ км} = -8$ км.

4. Проекция вектора перемещения на ось $OX$ равна разности конечной и начальной координат:
$\Delta x = x_{кон} - x_{нач} = -8 \text{ км} - 0 \text{ км} = -8$ км.

5. Модуль перемещения — это абсолютная величина (длина) вектора перемещения:
$|\Delta\vec{r}| = |\Delta x| = |-8 \text{ км}| = 8$ км.

В единицах СИ:
$x_{кон} = 20000 \text{ м} - 28000 \text{ м} = -8000 \text{ м}$
$|\Delta\vec{r}| = |x_{кон} - x_{нач}| = |-8000 \text{ м} - 0 \text{ м}| = 8000$ м.

Ответ: модуль перемещения автомобиля равен 8 км (8000 м).

Рисунок

На рисунке представлена схема движения автомобиля вдоль координатной оси $OX$.