О ТОМ, КАК ЦАРЬ ГИЕРОН ЗАДАЛ АРХИМЕДУ ЗАДАЧУ... Давайте заглянем сквозь тысячи лет В тот город у моря, где жил Архимед. Вот по дороге мощеной В раздумье шагает ученый. К царю Сиракуз направляется он. Навстречу спешит из дворца Гиерон: - Нужен твой совет ученый. Мастер сделал мне корону. Погляди-ка, Архимед, Золотая или нет? С виду золотом сверкает, Но, ты знаешь, все бывает... Говорят, что мастер прыткий Отпилил кусок от слитка, Остальную часть расплавил, Серебра туда добавил, А потом принес, хитрец, Мне подделку во дворец! Золото иль позолота? Разгадать - твоя забота! Надо точно это все определить, Но корону не царапать, не пилить! Из дворца побрел ученый... «Мне известен вес короны. Ну а как найти объем?» Думал ночью, думал днем. И однажды, в ванне моясь, Погрузился он по пояс. На пол пролилась вода. Догадался он тогда, Как найти объем короны. И помчался к Гиерону Не обут и не одет... А народ кричал вослед: «Что случилось, Архимед? Может быть, землетрясенье Или в городе пожар?» Всполошился весь базар! Закрывались лавки даже; Шум и крики, и смятенье. Он пронесся мимо стражи: «Эврика! Нашел решенье!» Во дворец примчался он: «Я придумал, Гиерон! Эврика! Раскрыл секрет!» «Ты оденься, Архимед, Вот сандалии, хитон, А расскажешь все потом». «Пусть весы сюда несут и с водой большой сосуд...» Все доставить Гиерону! На весы кладем корону. И теперь такой же ровно Ищем слиток золотой. Все понятно. Нет, постой! Мы теперь корону нашу Погружаем в эту чашу. Гиерон, смотри сюда - На пол пролилась вода! Ставлю черточку по краю. А корону? Вынимаю. В воду золото опустим. В воду золото? Допустим... Поднялась опять вода, Метку ставлю я тогда. -Куда? Ну, конечно же, по краю! Ничего не понимаю! Лишь две черточки я вижу: Эта выше, эта ниже. Но какой же вывод главный? Равный вес. Объем не равный! Ну а слиток золотой, Значит, был в короне той Легче золота металл! Эврика! - тут царь вскричал. - Говоришь, объем не равный? Мастер мой мошенник явный! За фальшивую корону Он ответит по закону! А ты за разгадку получишь дары! На этом прервалась беседа... Немало воды утекло с той поры, Но помнят закон Архимеда!
Sx = vxt. Отсюда координата тела тела x в любой момент времени t: x – x0 = vxt или x = x0 + vxt. Если начальная координата x0 = 0, то x = vxt. Таким образом, координату тела при равномерном движении в любой момент времени можно определить, если известны его начальная координата и проекция скорости движения на ось X. Проекции скорости и перемещения могут быть как положительными, так и отрицательными. Проекция скорости положительна, если направление движения совпадает с положительным направлением оси X (см. рис. 8, а). В этом случае x > x0. Проекция скорости отрицательна, если тело движется против положительного направления оси X (рис. 8, б). В этом случае x < x0. 4. Зависимость координаты тела от времени можно представить на графике. Предположим, что тело движется из начала координат вдоль положительного направления оси X с постоянной скоростью. Проекция скорости тела на эту ось равна 2 м/с. Уравнение движения в этом случае имеет вид: x = 2t (м). Зависимость координаты тела от времени — линейная. Графиком такой зависимости является прямая, проходящая через начало координат (рис. 9). Если в начальный момент времени координата тела x0 = 6 м, а проекция его скорости vx = 2 м/с, то уравнение движения имеет вид: x = 6 + 2t (м). Это тоже линейная зависимость координаты тела от времени, и ее графиком является прямая, проходящая через точку, для которой при t = 0 x = 6 м (рис. 10). В том случае, если проекция скорости отрицательна, уравнение движения имеет вид: x = 6 – 2t (м). График зависимости координаты тела от времени представлен на рисунке 11. Таким образом, движение тела может быть описано аналитически, т. е. с уравнения движения, и графически, т. е. с графика зависимости координаты тела от времени. 5. Пример решения задачи При решении задач необходимо выполнять следующую последовательность действий. 1. Кратко записать условие задачи. 2. Проанализировать ситуацию, описанную в условии задачи: — выяснить, можно ли принять движущиеся тела за материальные точки; — сделатьрисунок, изобразив на нем векторы скорости; — выбрать систему отсчета — тело отсчета, направления координатных осей, начало отсчета координат, начало отсчета времени; записать начальные условия (значения координат в начальный момент времени) для каждого тела. 3. Записать уравнение движения в векторной форме и для проекций на координатные оси. 4. Записать уравнение движения для каждого тела с учетом начальных условий и знаков проекций скорости. 5. Решить задачу в общем виде. 6. Подставить в формулу значения величин и выполнить вычисления. 7. Проанализировать ответ. Два автомобиля движутся навстречу друг другу равномерно и прямолинейно: один — со скоростью 10 м/с, другой — со скоростью 20 м/с. Определите время и координату места встречи автомобилей, если в начальный момент времени расстояние между ними равно 120 м.
Дано:Решениеv1 = 10 м/сv2 = 20 м/сl = 120 мАвтомобили можно считать материальными точками, поскольку расстояние между ними много больше их размеров.t ?x ? Задачу можно решить двумя аналитически и графически. 1-й Свяжем систему отсчета с Землей, ось OX направим в сторону движения первого автомобиля, за начало отсчета координаты выберем точку O — положение первого автомобиля в начальный момент времени (рис. 12). В начальный момент времени координаты каждого тела равны: x01 = 0; x02 = l. Запишем уравнение движения: x = x0 + vxt. Уравнения движения для каждого тела с учетом начальных условий имеют вид: x1 = v1t; x2 = l – v2t. В момент встречи тел x1 = x2, следовательно: v1t = l – v2t. Отсюда t = ; t = = 4 с. Подставив значение времени в уравнение для координаты первого автомобиля, получим значение координаты места встречи автомобилей: x = 10 •4 с = 40 м. 2-й Построим графики зависимости координаты автомобилей от времени, соответствующие уравнениям x1 = 10t (м) и x2 = 120 – 20t (м) (рис. 13). Точка A пересечения графиков соответствует времени и координате места встречи автомобилей: t = 4 с, x = 40 м. ответ: t = 4 с,
0,0(0 оценок)
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota
Оформи подписку
