Вычеслить период обращения спутника Земли на расстоянии 500 км

Шаг 1. Мы ввели систему отсчета: 1) выбрали началом отсчета дерево, от которого начинал свое движение пешеход; 2) направили координатную ось вдоль дороги в направлении движения пешехода; 3) включили часы (секундомер) в момент начала движения тел.

Шаг 2. Были определены начальные координаты пешехода (xп0 = 0) и велосипедиста (xв0= 20 м).

Шаг 3. Используя введенную систему отсчета, мы определили значения скоростей движения пешехода (vп = 1 м/с) и велосипедиста (vв = -3 м/с).

Таким образом, первые три шага решения задачи не зависят от того, каким графическим или аналитическим) мы собираемся ее решать. Но уже следующий шаг будет отличаться от того, что мы делали при графическом решения.

Шаг 4 (аналитический). Запишем в аналитическом виде законы движения тел, учитывая известные данные. Поскольку в задаче движутся два тела (пешеход и велосипедист), то мы получаем два закона движения:

xп = 0 + 1 · t, xв = 20 - 3 · t.

Шаг 5 (аналитический). Представим в виде уравнения условие задачи – встречу велосипедиста и пешехода. Встреча двух тел означает, что положения тел в пространстве совпадут в некоторый момент времени t = tвстр, т. е. в этот момент времени совпадут их координаты

Объяснение:

Шаг 6 (аналитический). Запишем вместе полученные в шагах 4 и 5 выражения, присвоив каждому из них свои номер и название.

xп = 0 + 1 · t, (1) (закон движения пешехода)

xв = 20 - 3 · t, (2) (закон движения велосипедиста)

xп = xв. (3) (условие встречи пешехода и велосипедиста)

Шаг 7 (аналитический). Решение уравнений.

Для того чтобы найти значение времени t в интересующий нас момент встречи, воспользуемся условием встречи пешехода и велосипедиста – уравнением (3). Оно предполагает равенство координат двух тел. Подставим в него выражения для xп и xв из уравнений (1) и (2):

0 + 1 · t = 20 - 3 · t

Приведем подобные слагаемые и решим уравнение:

(1+3) · t = 20, t = 20/4 = 5 (с).

Таким образом, мы установили, что встреча пешехода и велосипедиста состоится через 5 с после начала движения.

Теперь определим координату точки, в которой состоится встреча. Для этого подставим полученное значение момента встречи tвстр = 5 с в закон движения пешехода – уравнение (1):

xп = 0 + 1 · tвстр = 0 + 1 · 5 = 5 (м).

Это означает, что в момент встречи координата пешехода будет равна xп = 5. Следовательно, встреча произойдет в 5 м от начала отсчета – дерева, от которого начал движение пешеход.

Ясно, что координату места встречи можно было определить, подставив время tвстр = 5 с и в закон движения велосипедиста – уравнение (2):

xв = 20 - 3 · tвстр = 20 - 3 · 5 = 5 (м).

Естественно, мы получили то же самое значение хвстр, так как координаты пешехода и велосипедиста в момент встречи совпадают.

Итоги

При аналитическом решения задачи «встреча» момент встречи и координата места встречи определяются из равенства координат в законах движения тел, записанных в аналитическом виде

Силой трения называют силу, которая возникает при движении одного тела по поверхности другого. она всегда направлена противоположно направлению движения. сила трения прямо пропорциональна силе нормального давления на трущиеся поверхности и зависит от свойств этих поверхностей. законы трения связаны с электромагнитным взаимодействием, которое существует между телами. различают трение внешнее и внутреннее. внешнее трение возникает при относительном перемещении двух соприкасающихся твердых тел (трение скольжения или трение покоя). внутреннее трение наблюдается при относительном перемещении частей одного и того же сплошного тела (например, жидкость или газ). различают сухое и жидкое (или вязкое) трение. сухое трение возникает между поверхностями твердых тел в отсутствие смазки. жидким (вязким) называется трение между твердым телом и жидкой или газообразной средой или ее слоями. сухое трение, в свою очередь, подразделяется на трение скольжения и трение качения. рассмотрим законы сухого трения (рис. 4.5). рис. 4.5 рис. 4.6 подействуем на тело, лежащее на неподвижной плоскости, внешней силой , постепенно увеличивая ее модуль. вначале брусок будет оставаться неподвижным, значит, внешняя сила уравновешивается некоторой силой , направленной по касательной к трущейся поверхности, противоположной силе . в этом случае и есть сила трения покоя. установлено, что максимальная сила трения покоя не зависит от площади соприкосновения тел и приблизительно пропорциональна модулю силы нормального давления n:μ0 – коэффициент трения покоя, зависящий от природы и состояния трущихся поверхностей. когда модуль внешней силы, а следовательно, и модуль силы трения покоя превысит значение f0, тело начнет скользить по опоре – трение покоя fтр.пок сменится трением скольжения fск (рис. 4.6):fтр = μ n, (4.4.1) где μ – коэффициент трения скольжения. трение качения возникает между шарообразным телом и поверхностью, по которой оно катится. сила трения качения подчиняется тем же законам, что и сила трения скольжения, но коэффициент трения μ ; здесь значительно меньше. подробнее рассмотрим силу трения скольжения на наклонной плоскости (рис. 4.7). на тело, находящееся на наклонной плоскости с сухим трением, действуют три силы: сила тяжести , нормальная сила реакции опоры и сила сухого трения . сила есть равнодействующая сил и ; она направлена вниз, вдоль наклонной плоскости. из рис. 4.7 видно, что f = mg sin α, n = mg cos α. рис. 4.7 если – тело остается неподвижным на наклонной плоскости. максимальный угол наклона α определяется из условия (fтр)max = f или μ mg cosα = mg sinα, следовательно, tg αmax = μ, где μ – коэффициент сухого трения. fтр = μn = mg cosα, f = mg sinα. при α > αmax тело будет скатываться с ускорением a = g ( sinα - μ cosα ), fск = ma = f - fтр. если дополнительная сила fвн, направленная вдоль наклонной плоскости, приложена к телу, то критический угол αmax и ускорение тела будут зависеть от величины и направления этой внешней силы.