Способы решения физических задач

При решении физических задач могут быть использованы арифметический, алгебраический, графический, геометрический способы.

Далее рассмотрим подробнее каждый из способов.

Задача: Какой максимальной массы груз может выдержать в пресной воде плот, связанный из 25 сосновых бревен? Объем каждого бревна в среднем 0,8 м3. (рис. 2)

рис.2

Решение начинается с анализа условия, выполнения чертежа к задаче, записи условия. Изображают силы, действующие на плот, говорят о том, что грузоподъемность плота равна разности сил, действующих на плот.

Арифметический способ предполагает следующее решение данной задачи:

Каков объем всех бревен плота?

Vпл=nV; Vпл=0,8м3*25=20м3

Чему равна масса плота?

mпл=дV; mпл=500кг/м3*20м3=10 000кг

Какова сила тяжести, действующая на плот?

FТ=mплg; FТ=9,8Н/кг*10000 кг=98 000Н

Какова Архимедова сила, действующая на плот?

FA=вgV; FA=1000 кг/м3*9,8Н/кг*20м3=196 000Н

Каков вес груза, который может выдержать плот?

P= FТ - FA; P=196 000Н-98 000Н=98 000Н

Какова масса груза?

m гр=P/g; m гр=98 000Н/9,8Н/кг=1000кг.

Посмотрим, как это задача решается алгебраическим способом.

Анализируя задачу, записываем:

P= FТ - FA.

Знаем, что

FA=вgV, V=nV1 или FA=вg nV1;

FТ=mплg; mпл=дV=д nV1, то есть FТ=д nV1,g

Окончательно получим:

P=в nV1,g-дg nV1= g nV1 (в-д)

m гр=P/g; m гр= nV1 (д-в) m гр=25*0,8м3* (1000кг/м3-500кг/м3)

Проиллюстрируем решение задачи геометрическим способом.

Задача: Посередине троса длиной 10 м подвесили фонарь массой 10 кг. Определить силу натяжения троса, если стрела прогиба троса 0,5м. (рис.3)

рис.3

Записываем условие задачи, делаем чертеж.

На фонарь действуют сила тяжести т=m и силы натяжения троса 1, 2, равные по модулю Т1=Т2=Т.

Фонарь находится в равновесии, значит, т+ 1+ 2 =0.

Связываем с фонарём систему координат, обозначаем направления осей. Запишем условие равновесия фонаря в проекциях на оси:

Т1xCos+Т2xCos=0; 2ТСos=0

FTу+Т 1уSin+Т2уSin=0; - mg+2ТSin=0

Из треугольника ВОС находим: Sin=ОВ/ОС=2h/l (ОСВС)

С учетом этого получают: - mg+2Т=0, откуда Т=.

Задачу можно решить, пользуясь подобием треугольников ВОС и MON. Треугольник MON образован половиной силы тяжести, действующей на фонарь, и силой Р, действующей на трос (равной по модулю Т).

Учитывая, что ON =Fт/2 (половина диагонали ромба), получают: 2h/l= Fт/2Т. Откуда: Т=.

Решим следующую задачу графическим способом.

Задача: По графику (рис.4) опишите движение тела, определите время, проекцию перемещения и проекцию ускорения на отдельных участках движения тела.

рис.4

При анализе условия, устанавливают, что на графике приведена зависимость проекции скорости тела от времени. Начальная скорость =0 (при t=0). Вначале тело движется с ускорением, так как проекция его скорости возрастает от нуля до . Если график - прямая линия, значит движение равноускоренное и проекция его ускорения /t1, а проекция перемещения численно равна площади треугольника OAD. Проекция перемещения . Это формула проекции перемещения для данного вида движения. В промежуток времени проекция скорости не менялась, тело двигалось равномерно. Проекция перемещения за это время численно равно площади прямоугольника ABCD, а проекция перемещения за время - площади трапеции OABC.

Информация по теме:

Классификация видов самостоятельной работы
Все виды самостоятельной работы, применяемые в учебном процессе, можно классифицировать по различным признакам: по дидактической цели, по характеру учебной деятельности учащихся, по содержанию, по степени самостоятельности и элементу творчества учащихся и т. д. Первое направление в классификации са ...

Воспитательная ценность дежурств
Овладение навыками трудовой деятельности надо рассматривать как одно из основных условий воспитания у детей желания и умения трудиться. Как бы ни был ребенок заинтересован целью труда, не владея трудовыми навыками, он никогда не достигнет результата. Сформированные трудовые умения и навыки служат о ...

Требования к охране труда
К показу на уроках приемов безопасности труда мастер производственного обучения всегда тщательно готовится, отрабатывает все приемы, заостряя внимание учащихся на безопасные условия работы. Мастеру как ответственному лицу за состояние труда на своем участке следует: знать и осуществлять все относящ ...