Інформація про новину
  • Переглядів: 132
  • Дата: 21-11-2020, 16:13
21-11-2020, 16:13

11. Относительность движения. Движение и спокойствие - понятия относительные

Категорія: Учебники » Физика





Попередня сторінка:  10. Равномерное прямолинейное движение
Наступна сторінка:   12. Закон сложения скоростей. Скорость ...

Когда говорят, что движение относительно, то имеют в виду, что перемещение, скорость и траектория тела зависят от того, относительно каких тел отсчета определяется движение.

Мало сказать, что тело двигается, следует еще указать, относительно какого тела отсчета происходит это движение. В зависимости от того, где находится наблюдатель, мы получим разные ответы.

Самолет-истребитель может дозаправиться в воздухе лишь в том случае, если его скорость совпадает по направлению и равна по значению скорости самолета-заправщика (рис. 11.1). Хотя самолеты движутся очень быстро, относительно друг друга они находятся в состоянии спокойствия.

Иногда, сидя в поезде, который еще не отправился (рис. 11.2) и посмотрев в окно на соседний поезд, вы можете подумать, что уже поехали. Но выглянув в противоположное окно, замечаете, что вокзал на месте. Так двигались вы или нет? - такой вопрос не имеет смысла. Относительно вокзала не двигались, а относительно соседнего поезда - двигались (как и он относительно вас).

В задачах «на относительность движения» надо уметь представить себя либо на месте одного наблюдателя, либо на месте другого. Такая манера размышления похожа на работу актера, который играет разные роли в фильмах или спектаклях и должен каждый раз «вживаться» в чужой образ. В повседневной жизни также очень важно уметь представить себя на месте другого человека и проанализировать ход его мыслей.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ «НА ОТНОСИТЕЛЬНОСТЬ»

ПРИМЕРИЛ

Если стоять на эскалаторе (рис. 11.3), который движется со скоростью 2 м/с, то мы будем двигаться относительно стен вместе с эскалатором со скоростью 2 м/с. Если мы идем в направлении движения эскалатора со ско-

ростью 0,5 м/с, то двигаемся относительно стен уже со скоростью 2,5 м/с. Если пойти в том же темпе против движения эскалатора, то он повезет нас назад со скоростью 1,5 м/с.

ПРИМЕР 11.2

Вы едете на автомобиле со скоростью 40 км/ч, а вас догоняет другой автомобиль, скорость которого 60 км/ч (рис. 11.4). Хотя скорость догоняющего автомобиля относительно дороги довольно большая, вы замечаете, что сближение идет медленно. Скорость автомобиля, который догоняет вас, с вашей точки зрения всего 20 км/ч. Обозначим скорость второго автомобиля относительно первого v21 = 20 км/ч (читают «вэ два-один»). Если бы задний автомобиль ехал с такой же скоростью, как ваш, он вообще не мог бы вас перегнать.

ПРИМЕР 11.3

Рассмотрим ситуацию, когда вы едете на автомобиле со скоростью 40 км/ч, а второй автомобиль движется вам навстречу (рис. 11.5). Теперь скорость сближение большая: v21 = 100 км/ч. Почему так получается?

а) Сначала рассмотрим движение с точки зрения наблюдателя, который находится на неподвижной дороге. Он может рассуждать так. За один час первый автомобиль проедет 40 км, а второй навстречу первому 60 км. Таким образом, за один час они сблизятся на 100 км. Следовательно, скорость их взаимного сближения составляет 100 км/ч.

б) А вот как рассуждали бы вы как наблюдатель, который находится в первом автомобиле. Движение относительно, потому вы с таким же успехом можете считать, что ваш автомобиль не движется, а дорога вместе со встречным автомобилем движется навстречу вам со скоростью 40 км/ч. Встречный автомобиль, кроме того, движется относительно дороги со скоростью 60 км/ч в том же направлении. Если к скорости дороги прибавить скорость второго автомобиля, то получим 100 км/ч.

КРАТКИЕ ИТОГИ

Перемещение, скорость и траектория тела зависят от того, относительно каких тел отсчета определяется движение.

Если одно тело догоняет другое, то они сближаются медленно.

Если тела двигаются навстречу друг другу, то они сближаются быстро.

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

11.1. С какой скоростью двигается Солнечная система относительно центра Галактики, и с какой - вместе с Галактикой?

УПРАЖНЕНИЕ 11

1. В чем заключается относительность движения?

2. Можно ли двигаться относительно одних тел и быть в покое относительно других? Приведите примеры.

3. Почему мы не чувствуем движения Земли?

4. Почему Солнце движется по небу на протяжении дня?

5. С какой скоростью движется пассажир, если он сидит за столиком в вагоне поезда?

6. Почему скорость встречного автомобиля увеличивается, как будто скачком, в тот момент, когда он проезжает возле вашего автомобиля?

7. Зависит ли вид траектории тела от выбора тела отсчета? Приведите примеры.

8. Начертите траекторию груза, сброшенного с самолета, с точки зрения летчика, который летит параллельным курсом с такой же скоростью, и с точки зрения наблюдателя на земле.

9. С какой скоростью нужно двигаться по эскалатору, чтобы: а) оставаться неподвижным относительно стен? б) двигаться рядом с пассажиром встречного эскалатора?

10. Скорость велосипедиста 36 км/ч, а скорость встречного ветра 4 м/с. Определите скорость ветра относительно велосипедиста (в м/с).

11. Скорость эскалатора 0,75 м/с. Найдите время, за которое пассажир переместится на 20 м относительно стен, если он идет в направлении движения эскалатора со скоростью 0,25 м/с.

12. Колонна войск во время похода растянулась на 400 м и движется со скоростью 5 км/ч. Из конца колонны к ее началу посылают с поручением ве

лосипедиста, скорость которого 25 км/ч. Выполнив поручение, он сразу же возвращается назад. Сколько времени (в мин.) было затрачено на поездку?

13. Два поезда двигаются по параллельным путям навстречу друг другу. Их скорость - 72 км/ч и 54 км/ч соответственно. Пассажир, который находится в первом поезде, заметил, что второй поезд проехал мимо него за 6 с. Какова длина второго поезда?

14. Вагон шириной 2,4 м двигается со скоростью 15 м/с. Его навылет пробивает пуля, которая летела перпендикулярно движению вагона. Смещение отверстий в стенках составляет 6 см. Какова была скорость пули?

15. Эскалатор метро поднимает пассажира за 1 мин. По неподвижному эскалатору пассажир поднимается за 3 мин. Сколько времени будет подниматься пассажир по движущемуся эскалатору?

16. Эскалатор опускает пассажира, который идет вниз по нему, за 1 мин. Если пассажир будет идти вдвое быстрее, то он преодолеет этот путь за 45 с. Сколько времени затратит пассажир, стоящий на эскалаторе?

17. Мальчик бежит по эскалатору. В первый раз он насчитал 50 ступенек. Во второй раз, двигаясь в том же направлении со скоростью, втрое большей, он насчитал 75 ступенек. а) По или против движения эскалатора движется мальчик? б) Сколько ступенек насчитает мальчик на неподвижном эскалаторе?

18. Трактор движется со скоростью 3 м/с. Найдите скорость точки А на верхней части гусеницы и точки В на нижней части гусеницы в определенный момент времени относительно: а) земли; б) трактора.

19. Представьте, что вы со скоростью 10 см/с двигаете по гладкому столу массивную цепочку длиной 50 см, держа ее за один из концов (точка А на рис. 11.6), и в какой-то момент остановили руку. Одна часть цепочки остановится, а другая часть (которая постепенно укорачивается) будет продолжать свое движение мимо точки А. а) Какой отрезок цепочки остановится через 3 с? б) Через какое время с момента остановки руки остановится вся цепочка? Не берите в расчет уменьшение скорости цепочки в результате трения.

 

 

Это материал учебника Физика за 7 класс Пшеничка

 



Попередня сторінка:  10. Равномерное прямолинейное движение
Наступна сторінка:   12. Закон сложения скоростей. Скорость ...



^