Для всех трех задач вспомним, что радиус-вектор представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника, а его проекции на оси координат -- катеты этот треугольника.
1) Известна гипотенуза и один из катетов, другой катет ищем по теореме Пифагора:
y = sqrt(5²-2,5²) м = 4,33 м
2) Известна гипотенуза и один из углов треугольника. Следовательно,
xA = rA * cos α = 5 м * cos 60° = 5 м * 1/2 = 2,5 м yA = rA * sin α = 5 м * sin 60° = 5 м * sqrt(3) / 2 = 4,33 м
Складываем проекции вектора с проекциями радиус-вектора B относительно A:
xB = xA + xAB = 2,5 м + 1,83 м = 4,33 м yB = yA + yAB = 4,33 м + 0 = 4,33 м
Радиус-вектор вычисляем через теорему Пифагора:
rB = sqrt(4,33² + 4,33²) м = sqrt(150/4) = 5/2 * sqrt(6) = 6,12 м
Поскольку xB = yB, то угол между вектором rB и осью Ox составляет 45°.
3) Известны оба катета треугольника, гипотенузу находим по теореме Пифагора:
r = sqrt(3² + 5,2²) м = 6 м
Чтобы вычислить угол с осью Ox, используем либо арксинус, либо арккосинус. В данном случае удобнее использовать арккосинус:
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!
1) Известна гипотенуза и один из катетов, другой катет ищем по теореме Пифагора:
y = sqrt(5²-2,5²) м = 4,33 м
2) Известна гипотенуза и один из углов треугольника. Следовательно,
xA = rA * cos α = 5 м * cos 60° = 5 м * 1/2 = 2,5 м
yA = rA * sin α = 5 м * sin 60° = 5 м * sqrt(3) / 2 = 4,33 м
Складываем проекции вектора с проекциями радиус-вектора B относительно A:
xB = xA + xAB = 2,5 м + 1,83 м = 4,33 м
yB = yA + yAB = 4,33 м + 0 = 4,33 м
Радиус-вектор вычисляем через теорему Пифагора:
rB = sqrt(4,33² + 4,33²) м = sqrt(150/4) = 5/2 * sqrt(6) = 6,12 м
Поскольку xB = yB, то угол между вектором rB и осью Ox составляет 45°.
3) Известны оба катета треугольника, гипотенузу находим по теореме Пифагора:
r = sqrt(3² + 5,2²) м = 6 м
Чтобы вычислить угол с осью Ox, используем либо арксинус, либо арккосинус. В данном случае удобнее использовать арккосинус:
α = arccos 3/6 = arccos 1/2 = 60°.
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!
Е. Ефимовский