Formularea sarcinii este cea mai importantă, în sarcinile școlare și cea mai dificilă etapă. Trebuie să înțelegem fizica fenomenului. să formuleze un model fizic. și apoi traduceți-o într-una matematică. Rezultatul final al acestei etape ar trebui să fie un sistem de ecuații și inegalități.
În rezolvarea problemelor din kinematică, această etapă este împărțită în patru etape:
2.Figurați în figură (schematic) corpurile în cauză, descrieți mișcările lor.
3. Selectați sistemul de referință. Pentru aceasta este necesar să se construiască un sistem de coordonate, adică să se stabilească originea și direcțiile pozitive ale axelor de coordonate. În plus, trebuie să alegem originea timpului. Fără alegerea cadrului de referință, este absolut imposibil să descriem mișcarea.
Pentru a descrie mișcarea rectilinie, o singură axă de coordonate este suficientă, combinată cu traiectoria mișcării. Dacă mișcarea are loc în același plan, atunci sunt necesare două axe, este necesar un sistem de coordonate tridimensional pentru mișcarea tridimensională.
Alegerea cadrului de referință este arbitrară și nu afectează rezultatul final al soluționării problemei. Dar o selecție reușită a cadrului de referință simplifică rezolvarea problemei.
Aceasta conchide construirea modelului fizic și trebuie să îl transformăm într-un model matematic. Amintiți-vă, matematica este limba fizică.
4. Scrieți ecuații care descriu mișcarea tuturor corpurilor. În cazul cinematicii în problemele școlare, acestea vor fi ecuațiile pentru dependența coordonatelor punctelor materiale la timp. Dincolo de ecuațiile pentru valorile coordonatelor și proiecțiile cantităților date, trebuie să trecem la ecuațiile pentru modulele lor. Acesta este un moment dificil, desenul ar trebui să vă ajute.
5. Formulează în limba matematică așa-numitele condiții "inițiale" și "ascunse". Ca condiții inițiale, de obicei apar valorile coordonatelor și vitezelor la momentul inițial, însă găsirea condițiilor ascunse este momentul cel mai delicat în rezolvarea problemei. În kinematică, ca o condiție ascunsă, de exemplu, poate exista o întâlnire a două corpuri la momentul t, adică coordonatele lor în acest moment sunt egale. Această condiție dă ecuația:
x 1 (t in) = x 2 (t in).
Numărul total de ecuații trebuie să fie egal cu numărul de necunoscute.
6.Acest lucru incheie etapa de stabilire a sarcinii. Am obținut un sistem de ecuații, poate un sistem de ecuații și inegalități, care sunt un model matematic al problemei pe care o rezolvăm. În ultimul moment, ne uităm și, de fapt, trebuie să găsim în această problemă și din starea "fizicianului" mergem la starea de "matematician" și rezolvăm acest sistem într-o formă generală (scrisoare). Este strict necesar să se decidă în termeni generali. Orice substituire a valorilor numerice înainte de a obține un răspuns comun este o încălcare gravă. Scorul pentru acest lucru este redus nemilos!
7. După primirea răspunsului în formă generală, revenim din nou la starea "fizicianului" și suntem implicați în analiza problemei. Este util să examinăm consecințele creșterii sau scăderii valorilor date în starea problemei. Uită-te la intervalul de valori permise. Asigurați-vă că dimensiunile părții dreaptă și stângă a ecuațiilor sunt aceleași. Dacă ați adăugat metri cu secunde, mergeți la începutul sarcinii și căutați o eroare. Este minunat că ați făcut o greșeală, găsindu-vă propriile sau greșelile altora este cel mai eficient mod de a învăța. Când totul este obținut de la prima dată - ce să învățăm?
8.Conform valorilor numerice ale cantităților fizice date cu numele unităților lor. În prealabil, este necesar să se exprime toate valorile numerice într-un sistem de unități. Efectuați calculele și obțineți un răspuns. Utilizați regulile calculelor aproximative. Rețineți că precizia răspunsului primit nu depășește precizia valorilor date. Din păcate, compilatorii de probleme rareori au stabilit corect precizia valorilor inițiale.
Aceste recomandări nu ar trebui considerate absolut rigide, neschimbate. Nu puteți anticipa totul. În unele cazuri, elementele individuale pot fi omise, uneori trebuie să introduceți altele noi. Multe sarcini sunt mai ușor de rezolvat grafic. Dar, în primele etape, trebuie să aderăm la această schemă. Dacă undeva ne îndepărtăm de ea, atunci trebuie să o facem conștient. Când devii marele maestru în rezolvarea problemelor din fizică, atunci poți improviza. Un standard, la care cineva trebuie să se străduiască, a formulat-o pe R. Feynman
Un fizician, el este cel care vede soluția problemei, dar nu o rezolvă încă.
Începem să rezolvăm problemele. Este clar că primele sarcini vor fi necomplicate. Este necesar să ne obișnuim cu implementarea consecventă a etapelor de rezolvare a problemelor din cinematică.
Corpul se mișcă uniform de-a lungul axei X. Cu viteza v = 2 m / s opusă direcția pozitivă a axei X a localiza postura la momentul t 1 = 10 secunde după începerea mișcării, dacă inițial de coordonate x = 0 până la 5 m. Care este calea traversata corp?
Se scrie în colțul din stânga sus al "Dano" și se desenează o imagine. Uneori este util să o faceți în același timp.
Din starea problemei este clar că modelul fizic al problemei este un punct material. se deplasează pe o linie dreaptă cu o viteză constantă. Modelul matematic al unui astfel de proces este ecuația matematică pentru coordonatele unui punct material:
x = x0 + vxt.
Prin condiția problemei vx = -v și formula pentru coordonate ia forma:
x = x0 - vt.
Calea călătorită de corp este
În aceste ecuații, t este un parametru, o variabilă. Ecuațiile arată modul în care coordonatele punctului material și ale traseului traversat cu acesta se modifică cu timpul t. Pentru o mai mare claritate, putem scrie x (t) și s (t). Ne uităm la starea problemei, ce trebuie să găsim. Coordonați și traversați calea la momentul t 1. Fizica sa terminat. Trecem la starea de "matematician" și vedem ce trebuie să decidem. În această sarcină, nu există nici o lucrare pentru matematician. Este necesară înlocuirea valorii sale numerice t 1 pentru t și calcularea răspunsului numeric. Rețineți că t este o variabilă și t 1 este un număr. În problemele școlare din fizică, de regulă, nu există matematică complicată. Prin urmare, atunci când rezolvați o problemă într-un spațiu curat, partea matematică poate fi menționată extrem de scurt. Lesha Shchekin la control și olimpiade a scris sistemul original de ecuații, apoi a scris imediat răspunsul într-o formă generală și un răspuns numeric. Acest lucru este corect. Dar când Sasha Golovko a înregistrat "Dano", apoi a murit pentru un timp, și apoi a scris imediat răspunsul, este prea mult. Deci, nu urmați. Examinatorul ar putea crede că ați scris.
Deci, avem:
x (t 1) = x 0 - vt 1 = 5 m - 2 m / s · 10 s = -15 m.
Calea călătorită de corp este
s (t 1) = vt 1 = 2 m / s; 10 s = 20 m.
Analiza soluției.
Din ecuația pentru coordonate se poate observa că corpul lui +? se deplasează la origine, la momentul t = 0 trece coordonatele x 0 = 5 m, la momentul de 2,5 s trece prin origine și se lasă la -. Dimensiunile cantităților sunt în regulă. Prin urmare, avem motive să sperăm că am rezolvat corect problema.
Din punctele A și B, distanța dintre care l = 55 km, simultan a început să se deplaseze la viteze constante unul către celălalt pe autostrada directe două mașini. Viteza primei mașini este v 1 = 50 km / h, iar cea de-a doua v 2 = 60 km / h. Cât timp după începerea traficului se vor întâlni mașinile? Găsiți căile pe care le-a trecut fiecare mașină în acest moment.
Pe parcursul primelor 3 s coordonatele punctului au variat de la 2 m la -4 m, prin urmare, punctul mutat opus direcției pozitive a axei X. Proiecția vitezei este
V 1 x = (- 4 - 2) / 3 m / s = - 2 m / s,
Și modulul de viteză este v 1 = 2 m / s.
Următoarele 4 s nu au mișcat punctul, coordonatele nu s-au schimbat, v 2 x = v 2 = 0. Apoi, în 2 secunde, punctul sa deplasat în direcția pozitivă a axei X și a ajuns la origine (x = 0). Proiecția și modulul de viteză sunt, respectiv,
v 3 x = v 3 = (0 - (-4)) / 2 m / s = 2 m / s.
Figura "a" prezintă un grafic al proieciei vitezei, în figura "b" - un grafic al modulului de viteză, în figura "c" - un grafic al traseului. Când trasați calea, nu uitați că traseul nu poate fi negativ și nu scade atunci când vă deplasați.
De la un submarin care este scufundat în mod egal, sunt emise impulsuri de sunet cu durata t 1 = 30,1 s. Durata pulsului primit pe barcă după reflexia din fund este t 2 = 29,9 s. Determinați viteza de scufundare a vaporului v. Viteza sunetului în apă este c = 1500 m / s.
Pulsul sonor nu este o particulă, dar ecuațiile de mișcare ale impulsului sonor sunt aceleași cu cele ale punctului material, deci legile cinematice ale punctului material pot fi aplicate.
În timpul t 1, barca se va deplasa la o distanță de vt 1, astfel încât distanța în apă dintre începutul pulsului și capătul său este
L = ct1 - vt1.
Această lungime a semnalului va rămâne după reflexia din partea de jos. Recepția pulsului se va încheia când barca se întâlnește cu capătul din spate al impulsului. Deoarece rata abordării lor este c + v. atunci durata recepției este
t2 = L / (c + v)
Rezolvând aceste ecuații împreună, obținem
v = 5 m / s.
Tema:
Din problema de bază, obiectivul este de 1.1 - 1.6.
Din Taskbook pentru fizicieni sarcina pentru lecția numărul 2.
Manualul de bază repetă paragraful 7 (reprezentare grafică
Articole similare
-
Clasa deschisă de fizică pe această temă - mișcarea curbilină
-
Prezentarea unei lecții deschise "a face o păpușă textilă sculptură" - tehnologie (fete),
Trimiteți-le prietenilor: