На рисунке 218 изображены графики изменения координат двух тел. Чему равны модули скоростей этих тел? Опишите характер движения тел, напишите уравнения движения. Найдите расстояние между телами в начальный
момент времени.
рис. 218
Тела движутся равномерно прямолинейно, навстречу друг другу.
Начальные координаты тел в момент времени t = 0:
$x_{0I} = 0 м; x_{0II} = 8$ м;
Координаты тел в момент встречи t = 2 с:
$x_{I} = x_{II} = 5$ м;
Для равномерного прямолинейного движения уравнение координаты:
$x = x_{o} + v_{x}t$;
$x - x_{o} = v_{x}t$;
$v_{x} = \frac{x - x_{o}}{t}$;
|$v_{xI}| = |\frac{5 - 0}{2}| = 2,5 $ м/с;
|$v_{xII}| = |\frac{5 - 8}{2}| = 1,5$ м/с;
Следовательно, уравнения движения:
$x_{I} = 2,5t$;
$x_{II} = 8 - 1,5t$;
$s = x_{0II} - x_{0I} = 8 - 0 = 8$ м.
Ответ: 2,5 м/с; 1,5 м/с; $x_{I} = 2,5t$; $x_{II} = 8 - 1,5t$; 8 м.
Для решения данной задачи необходимо использовать основы кинематики, изучаемой в курсе физики 7 класса. Вот подробное теоретическое руководство:
График зависимости координаты от времени:
Графики, представленные на рисунке, показывают зависимость координаты $x$ от времени $t$ для двух тел (I и II). Такие графики являются прямыми линиями, что указывает на равномерное прямолинейное движение тел. При равномерном движении скорость тела остается неизменной на протяжении всего времени.
Формула равномерного движения:
Для равномерного движения координата тела $x$ изменяется со временем $t$ по линейному закону:
$$
x = x_0 + vt,
$$
где:
Наклон графика и скорость:
Скорость тела $v$ можно определить по наклону графика $x(t)$. Чем больше наклон графика, тем больше модуль скорости тела. Если график идет вверх (координата увеличивается), то скорость положительная ($v > 0$). Если график идет вниз (координата уменьшается), то скорость отрицательная ($v < 0$).
Математически наклон графика равен отношению изменения координаты ко времени, то есть:
$$
v = \frac{\Delta x}{\Delta t},
$$
где:
− $\Delta x = x_2 - x_1$ — изменение координаты тела,
− $\Delta t = t_2 - t_1$ — промежуток времени.
Характер движения тел:
Начальная координата:
Начальная координата $x_0$ каждого тела находится на графике на пересечении прямой с осью $t = 0$.
Расстояние между телами:
Расстояние между телами в начальный момент времени рассчитывается как разность начальных координат $x_0$:
$$
L = |x_{0I} - x_{0II}|,
$$
где $x_{0I}$ и $x_{0II}$ — начальные координаты тел I и II соответственно.
Уравнения движения:
Каждый график описывается своим уравнением движения вида $x = x_0 + vt$. Чтобы записать уравнение движения, нужно определить $x_0$ (начальную координату) и $v$ (скорость тела) для каждой линии.
Алгоритм решения задачи:
Следуя этим шагам, можно полностью решить задачу.
Пожауйста, оцените решение