Задача. Часовой охраняет объект, огороженный квадратным забором ABCD, обходя его по периметру. Чему будут равны его путь и перемещение , если он из точки А, перейдёт в точку B, затем точку С, затем точку D, после чего вернётся в точку А? Длина стороны квадрата .
Дано:
Найти:
— ?
— ?
Решение
Думаем: вопрос задачи относится к траектории движения. Такого типа задачи лучше всего начинать с рисунка (рис. 1).
Решаем: Обратимся к первому вопросу: чему равен путь тела? По определению, путь — скалярная физическая величина, численно равная длине траектории, т.е. для нахождения пути необходимо найти расстояние, пройденное телом за интересующее время движения. Исходя из этого определения, наш путь — это расстояние от точки A до до точки B, затем до точки С, далее до точки D и обратно в А, т.е. фактически необходимо найти периметр квадрата, стороной :
(1)
Перейдём ко второму вопросу: чему равен модуль перемещения тела? По определению: перемещение — векторная физическая величина — вектор, соединяющий начальную и конечную точку движения. Т.е. для нахождения перемещения необходимо найти модуль вектора перемещения (длину этого вектора) и направление данного вектора. В нашем случае это вектор, соединяющий начало движения (точка А) и конец движения (точка A). Исходя из определения, модуль перемещения равен нулю, т.к. человек вернулся в начальную точку своего путешествия:
(2)
Ответ: ; .