Идея относительности в кинематике

Покажем, как были получены эти результаты, проведя решение задачи.

Решение. Для решения задачи используем классический закон преобразования (сложения) скоростей: скорость тела в неподвижной системе отсчета равна сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости самой подвижной системы отсчета: . Движение происходит вдоль оси ОХ и соответственно закон преобразования (сложения) скоростей записывается через проекции скоростей на ось ОХ: .

1. В системе отсчета, связанной с Землей, скорости заданы в условии задачи и их проекции на ось ОХ соответственно равны: ; м/с; м/с.

2. В системе отсчета, связанной с мотоциклистом:

; м/с = – 20 м/с;

; м/с – 20 м/с = – 15 м/с;

; м/с – 20 м/с = 0.

3. В системе отсчета, связанной с велосипедистом:

; - 5 м/с = – 5 м/с;

; м/с – 5 м/с = 15 м/с.

Сведения в таблицу полученных результатов дает наглядное представление об относительности скорости, о роли системы отсчета в определении последней.

Целесообразно показать, что все системы отсчета в кинематике равноправны, но следует выбирать такую систему отсчета, которая приводит к рациональному решению задачи. Для этого целесообразно решить одну и ту же задачу в разных системах отсчета.

Задача.

Тело брошено вертикально вверх со скоростью . Когда тело достигает верхней точки траектории, из того же места и с той же скоростью вертикально вверх брошено второе тело. Через сколько времени от момента бросания второго тела произойдет встреча этих тел?

Задачу решают в системе отсчета, связанной с Землей, и в системе отсчета, связанной с одним из тел.

Решение 1. За начало отсчета координаты принимают место бросания тел на Земле. Ось OY направляют вертикально вверх. За начало отсчета времени принимают момент бросания первого тела (рис. 1).

Рис. 1

Записывают уравнение движения для первого тела:

; ; ; ; .

Уравнение координаты для первого тела:

,

где – координата первого тела в любой, произвольный момент времени.

Другое по теме:

Содержание насекомых в уголке природы. Устройство инсектария
Инсектарий – это искусственное жилище для насекомых, сделанное в банке или в старом аквариуме, который закрывают металлической сеткой или марлей. Дно садка засыпают песком и засаживают кустиками травы или ставят на него флакончик с веткой кормового растения, которое опрыскивают водой и изредка меня ...

Психолого-педагогическая характеристика ребенка 3-х летнего возраста
По данным, которыми в настоящее время располагает психологическая наука, 3-х летний возраст является одним из ключевых в жизни ребенка и во многом определяет его будущее психологического развитие. К трем годам память, восприятие, воображение и внимание ребенка начинают приобретать человеческие свой ...

Особенности программы физического воспитания
В США основными аспектами программы дошкольного физического воспитания считаются следующие: формирование психомоторных навыков, подвижные игры, гимнастика, танцы, физическая подготовленность, игры на воде. В наиболее общем виде структура программ по физическому воспитанию в дошкольный период склады ...