ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКАФизика · 9 класс · § 5
Увидеть. Изменить. Понять.

§ 5. Путь и перемещение

Почему одинаковое конечное положение не означает одинаковый пробег?

Объясняющая модельСхемы и примеры10 вопросов с разбором
Главный вопрос

Почему одинаковое конечное положение не означает одинаковый пробег?

Наблюдаем и объясняем

Маршрут с возвращением

Двигай точку по маршруту: сначала вправо, затем влево. Сравни путь и проекцию перемещения.

Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.

6 м
4 м
100 %

Путь отсчитывается от старта; шкала процента обозначает долю общего пути, а не время при заданной скорости.

01

Траектория: линия движения

Траектория — линия последовательных положений выбранной точки тела. Путь s — длина участка этой линии, пройденного за рассматриваемый промежуток. Путь является скаляром, измеряется в метрах и не уменьшается по мере продолжения движения.

Счётчик пробега автомобиля суммирует длины пройденных участков, включая возвращение назад. По одному значению пути нельзя определить конечное положение: нужны дополнительные сведения о направлениях и форме маршрута.

Положения во времени

Образуют траекторию

Длина траектории

Даёт пройденный путь

Обратное движение

Добавляет новый путь

Путь равен длине пройденной траектории и не бывает отрицательным.

Уменьшается ли путь, когда человек возвращается домой?

Нет. Каждый новый участок увеличивает путь, хотя расстояние до дома может уменьшаться.

02

Перемещение: соединить два положения

Перемещение Δr⃗ — вектор из начального положения в конечное. Оно не описывает изгибы траектории и остановки между этими моментами. На прямой его проекция Δx = x₂ − x₁; в двух измерениях нужны две проекции.

Если пройти 6 м вправо, затем 4 м влево, путь равен 10 м, проекция перемещения равна +2 м. При возвращении точно в исходную точку перемещение равно нулю, а путь остаётся положительным.

Перемещение: соединить два положения: сравнение
ВеличинаЧто учитываетЗа круг
ПутьВсе участки траекторииДлина окружности
ПеремещениеНачальное и конечное положенияНулевой вектор

Перемещение зависит от начального и конечного положений.

Можно ли сравнивать путь непосредственно с вектором?

Сравнивают путь с модулем перемещения: это скалярные величины одной размерности. Сам вектор дополнительно имеет направление.

Грузовой поезд в Южной Австралии

Путь по железной дороге измеряют вдоль маршрута; перемещение соединяет начальное и конечное положения.

Tomoyn · CC BY 4.0 · Источник фотографии.

Мост Октавиу Фриас ди Оливейра, Сан-Паулу

Возвращение к началу прогулки даёт нулевое перемещение при ненулевом пути.

Marcosleal · CC BY-SA 3.0 · Источник фотографии.

03

Геометрия: кратчайшее соединение

Модуль перемещения не превосходит пути: |Δr⃗| ≤ s. Равенство получается при прямолинейном движении без смены направления. Если тело поворачивает или возвращается, путь обычно больше модуля перемещения.

Для прямоугольной площадки со сторонами 6 и 8 м диагональ равна 10 м. Идущий по диагонали проходит 10 м; идущий по двум сторонам — 14 м. Их перемещения совпадают, если начальные и конечные точки одинаковы.

По сторонам

s = 6 + 8 = 14 м

По диагонали

s = √(6² + 8²) = 10 м

У обоих

Модуль перемещения 10 м

Путь не меньше модуля перемещения.

Можно ли определить весь путь по конечным координатам?

Нет. Между теми же точками можно пройти напрямую, сделать обход или несколько раз вернуться назад.

04

Суммирование: раздели маршрут

Полный путь — сумма длин всех участков. Полное перемещение — векторная сумма перемещений этих участков. Вдоль одной оси удобнее складывать проекции со знаками; затем при необходимости брать модуль результата.

В модели сначала задавай прямой участок, затем возвращение. Следи за двумя независимыми показателями: накопленной длиной и стрелкой от старта к текущему положению. Не подменяй один показатель другим в формулах средней скорости.

1. Разбей движение

Выдели повороты и развороты

2. Найди путь

Сложи длины

3. Найди перемещение

Сложи векторы или вычти координаты

При смене направления путь и модуль перемещения нужно считать отдельно.

Что меняется при смене системы отсчёта?

Могут измениться и траектория, и путь, и перемещение за тот же промежуток. Весь расчёт относится к выбранной системе.

Соберём главное

Шесть выводов

01Путь равен длине пройденной траектории и не бывает отрицательным.
02Перемещение зависит от начального и конечного положений.
03Путь не меньше модуля перемещения.
04При смене направления путь и модуль перемещения нужно считать отдельно.
05Δx = x₂ − x₁ может быть отрицательным.
06Полный путь складывают как длины, полное перемещение — как векторы.
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе

Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.

1. Путь равен…
2. Перемещение направлено…
3. 6 м вправо и 4 м влево дают путь…
4. Проекция перемещения в предыдущем случае…
5. После полного круга перемещение…
6. Сравнение пути и модуля перемещения…
7. По двум соседним сторонам прямоугольника длиной 6 и 8 м путь…
8. Модуль перемещения при таком обходе двух соседних сторон прямоугольника…
9. Счётчик пробега показывает…
10. При движении обратно накопленный путь…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Физика, 9 класс», § 5. Тема и содержание сверены с файлом «9 класс. Физика — § 05. Путь и перемещение.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.

Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Размеры и цвета учебных схем условны; ограничения каждой модели указаны рядом.

↑

Загрузка прогресса…