5. а) Перемещение тела — это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. На рисунке нужно соединить точки A и C прямой линией. Длина этой линии и будет перемещением.
б) Сначала найдем периметр прямоугольника: $P = 2 * (21 + 28) = 98$ м. Это путь, который человек проходит за 1 минуту. Перемещение при этом равно 0, так как он возвращается в начальную точку.
Теперь рассмотрим случай, когда человек проходит половину дорожки за 0,5 минуты. Половина периметра: $98 / 2 = 49$ м. Это путь. Перемещение будет равно длине диагонали прямоугольника. Диагональ можно найти по теореме Пифагора: $d = \sqrt{21^2 + 28^2} = \sqrt{441 + 784} = \sqrt{1225} = 35$ м.
**Ответ:**
* Путь за 1 мин: 98 м, перемещение 0 м.
* Путь за 0,5 мин: 49 м, перемещение 35 м.
6. а) Перемещение тела — это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. На рисунке нужно соединить точки A и D прямой линией. Длина этой линии и будет перемещением.
б) Путь и перемещение материальной точки:
* 1/6 оборота: Путь $S = (1/6) * 2 * \pi * R = (1/6) * 2 * 3.14 * 2 \approx 2.09$ м. Перемещение равно длине хорды, стягивающей дугу в 60 градусов. $l = 2 * R * sin(\frac{\alpha}{2}) = 2 * 2 * sin(30) = 2 * 2 * 0.5 = 2$ м.
* 1/4 оборота: Путь $S = (1/4) * 2 * \pi * R = (1/4) * 2 * 3.14 * 2 \approx 3.14$ м. Перемещение равно длине хорды, стягивающей дугу в 90 градусов. $l = \sqrt{2} * R = 1.41 * 2 = 2.82$ м.
* 1/2 оборота: Путь $S = (1/2) * 2 * \pi * R = (1/2) * 2 * 3.14 * 2 \approx 6.28$ м. Перемещение равно диаметру окружности: $2 * R = 4$ м.
* Полный оборот: Путь $S = 2 * \pi * R = 2 * 3.14 * 2 \approx 12.56$ м. Перемещение равно 0, так как точка возвращается в исходное положение.
7. а) Перемещение тела — это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. На рисунке нужно соединить точки A и D прямой линией. Длина этой линии и будет перемещением.
б) Сначала нарисуем чертёж в масштабе.
Путь, пройденный автомобилем, складывается из трёх участков:
1. Прямолинейный участок 1: 10 м
2. Четверть окружности: $(1/4) * 2 * \pi * R = (1/4) * 2 * 3.14 * 10 = 15.7$ м
3. Прямолинейный участок 2: 10 м
Общий путь: $10 + 15.7 + 10 = 35.7$ м.
Чтобы найти перемещение, рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный двумя катетами по 10 м и гипотенузой, которая и будет перемещением. Плюс радиус.
Перемещение: $\sqrt{10^2 + 10^2} = \sqrt{200} \approx 14.14$ м.
8. а) Перемещение тела — это вектор, соединяющий начальную и конечную точки траектории. На рисунке нужно соединить точки A и C прямой линией. Длина этой линии и будет перемещением.
б) Сначала определим полный путь туриста:
$S = 3 + 4 + 4 + 11 = 22$ км.
Теперь рассмотрим перемещение. Турист прошёл:
* 3 км на север.
* 4 км на юго-восток.
* 4 км на северо-восток.
* 11 км на юг.
Чтобы найти общее перемещение, нужно сложить перемещения по направлениям.
Допущение: Будем считать, что юго-восток и северо-восток — это ровно 45 градусов относительно направлений юга и севера соответственно.
Разложим перемещения на север-юг и восток-запад:
* Север: 3 км (С) + $4 * cos(45^\circ)$ (СВ) = $3 + 4 * (\sqrt{2} / 2) \approx 3 + 2.83 = 5.83$ км
* Юг: 11 км (Ю) + $4 * cos(45^\circ)$ (ЮВ) = $11 + 4 * (\sqrt{2} / 2) \approx 11 + 2.83 = 13.83$ км
* Восток: $4 * sin(45^\circ)$ (ЮВ) + $4 * sin(45^\circ)$ (СВ) = $2.83 + 2.83 = 5.66$ км
Итоговое перемещение по вертикали (юг-север): $13.83 - 5.83 = 8$ км (на юг).
Итоговое перемещение по горизонтали (восток-запад): $5.66$ км (на восток).
Полное перемещение: $\sqrt{8^2 + 5.66^2} \approx \sqrt{64 + 32} \approx \sqrt{96} \approx 9.8$ км.
Турист сместился на 9,8 км в направлении юго-восток.
**Ответ:**
* Путь: 22 км
* Перемещение: 9,8 км в направлении юго-восток.