Р1.2_Траектория. Перемещение. Путь.

1°. ПРИМЕР №1

 

Нарисуйте траекторию движения, определите путь, пройденный спортсменом, и его перемещение, если он переплыл бассейн по водной дорожке длиной 25 м дважды (туда и обратно).

 

Решение
Траектория движения – это линия по которой движется тело. В данном случае траектория будет выглядеть как показано на рисунке ниже (движения "туда" и "обратно" разнесены для удобства).

  

Перемещение – это ВЕКТОР соединяющий начальное и конечное положение тела. В данном случае, начальное и конечное положение тела совпадают (точки A и B разнесены для удобства), следовательно длинна вектора перемещения = нулю.
Путь – это длина траектории. Из рисунка видно что это 25 + 25 = 50 метров.

2°. ПРИМЕР №2

 

Муха движется по окружности радиусом 2 метра. Сделайте чертеж и найдите путь и перемещение мухи за половину периода.

 

Решение
В задаче речь идет о пути и перемещении тела. Путь и перемещение это графические объекты, поэтому абсолютно необходимо показать их на рисунке (или как минимум, представить рисунок в голове).
Начнем с пути.
Путь – это  длинна траектории, значит разбираемся с тем, что из себя представляет траектория движения мухи за половину периода движения по окружности.  За половину периода муха переместится из точки А в точку B, как показано на рисунке ниже (очень важно четко представлять НАЧАЛЬНОЕ и КОНЕЧНОЕ положение тела).

Траектория движения в данном случае – половина дуги окружности – показана зеленым

 

Следовательно, для пути можем записать (как искать длину окружности см. здесь) :

Численно путь равен 6,28 метра.  

Теперь разбираемся с перемещением.
Перемещение – это вектор соединяющий начальное и конечное положение тела. На рисунке перемещение – показано синим. т.е. перемещение в данном случае это ДИАМЕТР окружности, т.е. 2R.
Численно, модуль перемещения равен 4 метрам.

4°. Пример №3
Мяч упал с высоты h1=3 м, отскочил от пола и был пойман после отскока на высоте h2=1 м. Во сколько раз путь, пройденный мячом, больше модуля перемещения мяча?

Решение
Покажем на рисунке все данные из условия задачи, а так же нарисуем вектор перемещения (помним, что для перемещения принципиально НАЧАЛЬНОЕ и КОНЕЧНОЕ положение точки) Вектор перемещения покажем синим цветом.

Из рисунка видно, что длинна вектора (а значит и модуль) равен

Δк = h1 – h2  = 3-1=2м

Траектория – линия по которой движется тело, покажем ее зеленым цветом.

Из рисунка понятно, что ее длина равна

S = h1+h2 = 3+1 = 4 м

В условии спрашивалось во сколько раз путь больше перемещения. Очевидно, что "в два раза"

S/Δr = 2  

3°. Пример №4

 

Муха двигаясь по траектории показанной на рисунке переместилась из точки A с координатами (2;6) в точку B с координатами (8;2). Чему равно перемещение мухи?

 

   

 

Решение

Во-первых избавимся от лишней информации (инфа о траектории мухи нам здесь ни к чему), а во-вторых покажем на рисунке важную информацию – вектор перемещения.

 

Теперь подумаем как мы можем использовать информацию о координатах точек (она ведь нам дана не просто так).
Вероятно, мы можем найти проекции вектора перемещения на оси (если забыли что такое проекция или как ее искать – смотрим здесь)

Аналогично найдем проекцию вектора на ось OY (отметим, что направление вектора противоположно направлению оси, значит проекция на эту ось должна быть отрицательной)

Показав на рисунке проекции, легко можно увидеть на нем прямоугольный треугольник, гипотенуза которого и является нашим вектором перемещения (для самых забывчивых теорема Пифагора здесь).