Về việc chọn trục tọa độ

29

Vật lý 8, 9, 10

Từ số này, chuyên mục “Trường học ở «Kvant»” bắt đầu đăng những bài viết ngắn về vật lý cho học sinh lớp 8–10. Họ sẽ làm rõ một số vấn đề. Người đọc cũng sẽ học cách rút ra các công thức phổ biến trong trường học theo một cách khác. Một số bài viết sẽ được dành cho những vấn đề không phù hợp với sách giáo khoa của trường. Các biên tập viên nhận thấy rằng những tài liệu này sẽ đóng vai trò bổ sung cho sách giáo khoa và giúp người đọc hiểu rõ hơn về chương trình giảng dạy ở trường.

Ghi chú “Về việc chọn trục tọa độ” được đăng dưới đây dành cho học sinh lớp tám, ghi chú “Phương pháp đơn giản để xác định kích thước của phân tử” - dành cho học sinh lớp chín và ghi chú “Về định luật chuyển động dao động” - dành cho học sinh lớp mười.

Các tài liệu được chuẩn bị bởi I.K. Belkin.

Về việc chọn trục tọa độ

Khi xem xét chuyển động thẳng của một điểm, trục tọa độ X thường hướng dọc theo hướng chuyển động, nghĩa là dọc theo hướng của vectơ dịch chuyển (Hình 1).

Hình 1.

Hình 2.

Khi đó hình chiếu $S_x$ của vectơ $\vec{S}$ lên trục không gian bằng modulo $S$ của vectơ này:

$$S_x = x_2 - x_1 = S.$$

Trong trường hợp được hiển thị trong Hình 1,

$$S = 8\text{ м} - 2\text{ м} = 6\text{ м}.$$

Nhưng bạn không cần phải nghĩ rằng việc lựa chọn trục như vậy là bắt buộc. Trục $X$ có thể được định hướng theo bất kỳ cách nào, ở bất kỳ góc nào so với hướng của vectơ $\vec{S}$. Ví dụ: như trong Hình 2, trong đó trục $X$ tạo thành một góc $\alpha = 60^\circ$ với vectơ $\vec{S}$. Kết quả là kết quả (mô đun của vectơ dịch chuyển) không thể thay đổi. Từ Hình 2 rõ ràng rằng

$$S_x = x_2 - x_1,$$

MỘT

$$\frac{x_2 - x_1}{S} = \cos \alpha,$$

hoặc $x_2 - x_1 = S \cos \alpha,$

Ở đâu

$$S = \frac{x_2 - x_1}{\cos \alpha}.$$

Trong trường hợp của chúng tôi

$$S = \frac{4\text{ м} - 1\text{ м}}{0,5} = 6\text{ м}.$$

Do đó, kết quả không phụ thuộc vào hướng trục tọa độ. Việc lựa chọn hướng trục chỉ được quyết định bởi sự thuận tiện.

Một cách đơn giản để xác định kích thước phân tử

Trong vật lý phân tử, “tác nhân” chính là các phân tử, những hạt nhỏ đến mức không thể tưởng tượng nổi tạo nên mọi vật chất trên thế giới. Rõ ràng là để nghiên cứu nhiều hiện tượng, điều quan trọng là phải biết chúng là những phân tử nào. Đặc biệt, kích thước của chúng là gì.

Khi nói về phân tử, chúng thường được coi là những quả bóng nhỏ, đàn hồi và cứng. Vì vậy, biết kích thước của các phân tử có nghĩa là biết bán kính của chúng.

Mặc dù kích thước phân tử nhỏ nhưng các nhà vật lý vẫn có thể