Copertă

II.1. Aplicația 2. Poziția Unui Autoturism

Lecția II.1 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Datele problemei: Unitate de măsură: \( 1 \text{ diviziune} = 10 \text{ m} \) Coordonatele punctului \( A \): \( x_A = 10 \text{ m} \), \( y_A = 10 \text{ m} \) Reprezentare: Desenează două linii perpendiculare cu săgeți la capete, notate cu x (orizontală) și y (verticală). Notează punctul de intersecție cu 0. Pe axa x, marchează o subdiviziune la o distanță egală de origine și notează sub ea valoarea '10'. Procedează la fel pe axa y, notând valoarea '10' în stânga axei. Din marcajul '10' de pe axa x, trasează o linie punctată verticală în sus. Din marcajul '10' de pe axa y, trasează o linie punctată orizontală spre dreapta. Marchează punctul de intersecție al celor două linii punctate cu litera A. Poziția punctului \( A \) în sistemul de referință: \[ A(x_A, y_A) = A(10 \text{ m}, 10 \text{ m}) \] Dacă \( u = 10 \text{ m} \), atunci coordonatele grafice sunt \( (1, 1) \).

Rezolvare detaliată

Pasul 1: Stabilirea sistemului de axe și a unității de măsură

Pentru a reprezenta poziția mașinii, trebuie să trasăm două axe perpendiculare: axa orizontală \( Ox \) (axa absciselor) și axa verticală \( Oy \) (axa ordonatelor). Intersecția lor este originea \( O(0,0) \), care în problema noastră reprezintă casa. Conform indicației, alegem o unitate de măsură convenabilă: 1 unitate pe grafic (de exemplu, 1 cm sau 1 pătrățel de caiet) va corespunde unei distanțe reale de \( 10 \text{ m} \).

Pasul 2: Identificarea coordonatelor punctului A

Coordonatele punctului \( A \) sunt date în enunț: - Coordonata pe axa \( x \): \( x_A = 10 \text{ m} \). - Coordonata pe axa \( y \): \( y_A = 10 \text{ m} \). Având în vedere unitatea de măsură aleasă (\( 1 \text{ u} = 10 \text{ m} \)), punctul \( A \) se va afla la o unitate distanță față de origine pe ambele axe.

Pasul 3: Reprezentarea grafică

Desenează două linii perpendiculare cu săgeți la capete, notate cu x (orizontală) și y (verticală). Notează punctul de intersecție cu 0. Pe axa x, marchează o subdiviziune la o distanță egală de origine și notează sub ea valoarea '10'. Procedează la fel pe axa y, notând valoarea '10' în stânga axei. Din marcajul '10' de pe axa x, trasează o linie punctată verticală în sus. Din marcajul '10' de pe axa y, trasează o linie punctată orizontală spre dreapta. Marchează punctul de intersecție al celor două linii punctate cu litera A. Pentru a găsi poziția exactă a punctului \( A \): 1. Mergem pe axa \( Ox \) până la valoarea \( 10 \text{ m} \) și trasăm o linie punctată verticală. 2. Mergem pe axa \( Oy \) până la valoarea \( 10 \text{ m} \) și trasăm o linie punctată orizontală. 3. Locul unde cele două linii se intersectează reprezintă poziția mașinii în punctul \( A(10, 10) \).

Rezolvare pe scurt:

Alegem \( 1 \text{ cm} = 10 \text{ m} \). Punctul \( A(x_A, y_A) \) are \( x_A = 10 \text{ m} \) și \( y_A = 10 \text{ m} \). \( A = (10, 10) \)

Cele mai importante aspecte ale lecției

Concepte fundamentale:
  • Punctul material este o reprezentare a unui corp când dimensiunile lui nu contează în studiul mișcării. Un punct material în mișcare este un mobil.
  • Sistemul de referință este format dintr-un reper și instrumente pentru măsurarea distanței și a timpului.
  • Mișcarea și repausul sunt relative: un corp se mișcă sau stă pe loc doar în raport cu un reper specificat. Niciun corp nu este în mișcare sau repaus absolut.
  • Traiectoria este drumul (curba) urmat de corp și poate fi rectilinie, curbilinie sau circulară. Și ea depinde de sistemul de referință.
Punct material: Un corp ale cărui dimensiuni pot fi neglijate (sunt foarte mici) în comparație cu mărimea deplasărilor sale sau cu distanța la care se află alte corpuri.
Mobil: Un punct material aflat în mișcare.
O mașină care se deplasează între două orașe îndepărtate poate fi considerată punct material.
Aceeași mașină, atunci când este parcată într-un garaj, nu poate fi considerată punct material, deoarece dimensiunile ei sunt comparabile cu cele ale garajului.
Un vapor traversează Oceanul Atlantic. Poate fi considerat vaporul un punct material în această situație? Dar când este ancorat într-un port mic?
Răspuns: Când traversează oceanul, vaporul poate fi considerat un punct material, deoarece dimensiunile sale sunt nesemnificative în comparație cu distanța parcursă. Când este ancorat în port, dimensiunile sale contează în raport cu spațiul de acostare, deci nu mai este considerat punct material.
Reper (corp de referință): Un obiect în raport cu care se descrie mișcarea altui corp.
Sistem de referință: Ansamblul format dintr-un reper și instrumentele de măsură pentru distanță și timp.
Mișcare: Un corp este în mișcare atunci când își schimbă poziția față de un sistem de referință ales.
Repaus: Un corp este în repaus atunci când nu își schimbă poziția față de un sistem de referință ales.
Mișcarea și repausul sunt stări relative! Pentru a stabili dacă un corp se mișcă sau stă pe loc, trebuie întotdeauna să precizăm corpul de referință (reperul). Un obiect poate fi în repaus față de un reper, dar în mișcare față de altul, în același timp.
Câteva exemple privind relativitatea mișcării:
Corpul studiat Starea de mișcare Reperul
Un călător care așteaptă în stație repaus Pământul (stația)
mișcare Un autobuz care se apropie
Un elev care stă nemișcat în bancă repaus Pământul (clasa)
mișcare Soarele (deoarece Pământul se rotește)
Doi atleți, A și B, aleargă unul lângă celălalt pe o pistă, cu exact aceeași viteză. Care este starea de mișcare a atletului A față de atletul B? Dar față de pista de alergare?
Răspuns: Față de atletul B, atletul A este în repaus (distanța dintre ei nu se modifică). Față de pista de alergare, atletul A este în mișcare (își schimbă poziția).
Traiectorie: Curba descrisă (urma lăsată) de un mobil în mișcare, față de un sistem de referință.
În funcție de forma ei, traiectoria poate fi:
  • rectilinie: o linie dreaptă (ex. o mașină care merge pe o șosea perfect dreaptă);
  • curbilinie: o linie curbă (ex. mingea aruncată la coșul de baschet);
  • circulară: un cerc, caz particular de traiectorie curbilinie (ex. cabina unei roți panoramice).
O ilustrație simplă cu trei linii: o săgeată perfect dreaptă (rectilinie), o linie vălurită (curbilinie) și un cerc trasat cu linie punctată (circulară), reprezentând formele traiectoriilor.
La fel ca starea de mișcare, și traiectoria este relativă. Forma ei depinde de sistemul de referință ales!
Ce fel de traiectorie are un măr care cade din pom, direct pe pământ (fără vânt), față de trunchiul copacului?
Răspuns: Traiectoria este rectilinie (o linie dreaptă verticală).

Probleme propuse

Ușoară: Un pasager stă pe un scaun într-un tren care se deplasează cu viteză constantă între două gări. Precizați un reper față de care pasagerul este în repaus și un reper față de care este în mișcare.
Răspuns:
- Pasagerul este în repaus față de tren (sau scaunul trenului).
- Pasagerul este în mișcare față de șinele de tren (sau gară, copacii de pe margine).
Medie: O albină zboară din floare în floare într-o grădină. Cum ai descrie forma traiectoriei sale față de sol? Este ea un punct material în raport cu dimensiunile grădinii?
Răspuns: Traiectoria albinei este curbilinie (zboară neregulat, pe linii curbe). Da, albina poate fi considerată un punct material în raport cu dimensiunile grădinii, deoarece este foarte mică comparativ cu spațiul în care se deplasează.
Dificilă: Pe roata unei biciclete aflate în mișcare pe o șosea rectilinie s-a fixat un beculeț roșu. Descrieți traiectoria beculețului roșu față de:
a) axul (centrul) roții bicicletei;
b) un observator care stă pe marginea șoselei.
Răspuns: Acest exercițiu demonstrează că traiectoria este relativă.
a) Față de axul roții, beculețul se învârte la o distanță constantă, deci descrie o traiectorie circulară.
b) Față de șosea (observator), beculețul se rotește, dar înaintează în același timp odată cu bicicleta. Va descrie o traiectorie curbilinie complexă (o succesiune de arce, denumită cicloidă).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: