ТЕМА: Механіка. Основи кінематики. Рівномірний рух по колу.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння фізичних величин, що характеризують рівномірний рух тіла по колу, і їхнього графічного зображення.

Рух по колу ‒ це криволінійний рух. Під час прямолінійного руху напрямок вектора швидкості \(\overrightarrow{v}\) збігається з напрямком переміщення \(\overrightarrow{s}.\) Розділивши траєкторію руху тіла на малі прямолінійні ділянки \(\Delta l,\) бачимо, що вектор швидкості все більше наближається до дотичної (рис. а, б). У кожній точці миттєва швидкість напрямлена вздовж дотичної до траєкторії руху тіла, тобто перпендикулярно до радіуса кола (рис. в).

Вектор прискорення \(\overrightarrow{a}\) під час рівномірного руху тіла по колу напрямлений до центра кола (уздовж радіуса) ‒ саме тому прискорення рівномірного руху тіла по колу називають доцентровим прискоренням. Оскільки миттєва швидкість \(\overrightarrow{v}\) руху тіла напрямлена по дотичній, а дотична перпендикулярна до радіуса, то $$ \overrightarrow{a}\perp\overrightarrow{v}. $$

(Докладне доведення напрямку доцентрового прискорення наведено в підручнику: Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Локтєва В. М.) : підруч. для 10 кл. закл. загал. серед. освіти / [В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий, Ф. Я. Божинова, О. О. Кірюхіна] ; за ред. В. Г. Бар’яхтара, С. О. Довгого. ‒ Харків: Вид-во «Ранок», 2018. ‒ c. 49‒50.)

Отже, правильне розташування векторів миттєвої швидкості і прискорення для рівномірного руху по колу зображено на рисунку В.

На рисунку А напрямки швидкості і прискорення збігаються ‒ це випадок прямолінійного рівноприскореного руху (тіло розганяється). На рисунку Б напрямки швидкості і прискорення протилежні ‒ це випадок прямолінійного рівноприскореного руху (тіло гальмує). На рисунку Г зображено випадок, ідентичний випадку А, але тіло рухається не горизонтально праворуч (рисунок А), а в тому напрямку, що на рисунку Г.

Відповідь: B.

Тема: Механіка. Основи кінематики. Матеріальна точка.

Завдання скеровано на перевірку знання і розуміння поняття матеріальної точки.

Описуючи рух тіла, розміри якого набагато менші, ніж відстані, які воно долає, тіло замінюють на фізичну модель ‒ матеріальну точку. Матеріальна точка не має розмірів, а її маса дорівнює масі тіла, яке є нею. Тож все залежить від умов задачі.

Диспетчер ніяк не може вважати Землю матеріальною точкою, оскільки він повинен чітко знати, наприклад, якої довжини повинні бути злітно-посадкові смуги, де і як припаркувати літаки різних розмірів на території аеропорту тощо.

Космонавт, готуючись до посадки космічного корабля на Землю, може корегувати траєкторію і місце приземлення. Тож не може знехтувати розмірами, наприклад, прогнозованого майданчика для посадки.

Обчислити силу тяжіння між планетами можна за законом всесвітнього тяжіння. Однією з умов виконання цього закону є те, що обидва тіла можна вважати матеріальними точками. Отже, науковець, обчислюючи силу тяжіння між Землею і Марсом, має право припустити, що Земля ‒ матеріальна точка.

Для пошуку родовищ потрібно проводити пошукові виробки, аналізувати винесені частинки корисної копалини на земній поверхні, звертати увагу на особливий вигляд рослинності над покладом тощо, досліджуючи під час цього метр за метром земної поверхні. Тому в цій діяльності не можна знехтувати розмірами Землі.

Відповідь: B.