Задание 2, страница 20 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Упражнение 4. Параграф 4. Перемещение при прямолинейном равномерном движении. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - страница 20.

Условие.

Возьмите высокую бутылку (удобна пластиковая бутылка вместимостью 1,5—2 л). Наклейте на неё по всей высоте вертикальную бумажную полоску с сантиметровыми делениями. Бросьте на дно бутылки небольшой кусочек пробки или спички. (Это тело, движение которого вы будете исследовать.) Наполняйте бутылку водой, подставив её под очень тонкую струйку. Определите положение тела через 10, 20, 30 с и т. д. Запишите результаты в таблицу. Постройте график зависимости пути тела от времени. Рассчитайте скорость тела.

Решение.

Решение 2.

Данное задание представляет собой лабораторную работу по исследованию равномерного движения. Поскольку мы не можем провести реальный эксперимент, смоделируем его ход и результаты, предполагая, что вода в бутылку поступает с постоянной скоростью, а сама бутылка имеет одинаковую площадь поперечного сечения по всей высоте. В таких условиях тело (пробка), плавающее на поверхности, будет подниматься с постоянной скоростью.

Запишите результаты в таблицу

Предположим, что в ходе эксперимента мы измеряли положение пробки (пройденный ею путь от дна) каждые 10 секунд и получили следующие данные. Занесем их в таблицу:

Время, $t$ (с)	Пройденный путь, $S$ (см)
0	0
10	5
20	10
30	15
40	20

Ответ: Результаты измерений положения тела в зависимости от времени занесены в таблицу.

Постройте график зависимости пути тела от времени

Для построения графика на оси абсцисс (горизонтальной) отложим время $t$ в секундах, а на оси ординат (вертикальной) — путь $S$ в сантиметрах. Отметим на координатной плоскости точки из таблицы и соединим их линией.

Из таблицы видно, что за одинаковые промежутки времени (10 с) тело проходит одинаковый путь (5 см). Такое движение называется равномерным. Графиком зависимости пути от времени при равномерном движении является прямая линия, выходящая из начала координат.

Ответ: График зависимости пути от времени представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, что подтверждает равномерный характер движения тела.

Рассчитайте скорость тела

Дано:

На основе данных из таблицы, переведем значения пути в систему СИ (метры):

$t_1 = 10$ с, $S_1 = 5$ см $= 0.05$ м

$t_2 = 20$ с, $S_2 = 10$ см $= 0.10$ м

$t_3 = 30$ с, $S_3 = 15$ см $= 0.15$ м

$t_4 = 40$ с, $S_4 = 20$ см $= 0.20$ м

Найти:

Скорость тела $v$.

Решение:

Скорость при равномерном движении вычисляется по формуле:

$v = \frac{S}{t}$

Для вычисления скорости можно использовать любую пару значений времени и соответствующего ему пути из таблицы (кроме начальной точки $t=0, S=0$). Чтобы убедиться в правильности выводов о равномерном движении, рассчитаем скорость для нескольких точек:

$v_1 = \frac{S_1}{t_1} = \frac{5 \text{ см}}{10 \text{ с}} = 0.5 \text{ см/с}$

$v_2 = \frac{S_2}{t_2} = \frac{10 \text{ см}}{20 \text{ с}} = 0.5 \text{ см/с}$

$v_3 = \frac{S_3}{t_3} = \frac{15 \text{ см}}{30 \text{ с}} = 0.5 \text{ см/с}$

Результаты совпадают, что подтверждает постоянство скорости. Теперь выразим скорость в единицах системы СИ (м/с).

$v = 0.5 \text{ см/с} = 0.5 \cdot 0.01 \text{ м/с} = 0.005 \text{ м/с}$

Ответ: Скорость тела составляет $0.5$ см/с, что в системе СИ равно $0.005$ м/с.