Часовой охраняет объект, огороженный квадратным забором ABCD, обходя его по периметру.

Задача. Часовой охраняет объект, огороженный квадратным забором ABCD, обходя его по периметру. Чему будут равны его путь \displaystyle S и перемещение \displaystyle \Delta \vec{r}, если он из точки А, перейдёт в точку B, затем точку С, затем точку D, после чего вернётся в точку А? Длина стороны квадрата \displaystyle a.

Дано:

\displaystyle a

Найти:

\displaystyle S — ?

\displaystyle \left| \Delta \vec{r} \right| — ?

 

Решение

Задача 6

Рис. 1. Траектория и путь

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 \displaystyle S 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 \displaystyle a:

\displaystyle S=a+a+a+a=4a (1)

Перейдём ко второму вопросу: чему равен модуль перемещения \displaystyle \left| \Delta \vec{r} \right| 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:

\displaystyle \left| \Delta \vec{r} \right|=0 (2)

Ответ\displaystyle S=4a\displaystyle \left| \Delta \vec{r} \right|=0.

Ещё задачи на тему «Траектория. Путь. Перемещение.»

Добавить комментарий