В чём проявляется относительность движения? Ответ проиллюстрируйте примерами.
Относительность движения проявляется в том, что траектория, путь, скорость и само состояние покоя или движения тела зависят от выбора системы отсчёта.
Примеры:
- Пассажир сидит в движущемся вагоне. Относительно вагона он покоится, а относительно перрона движется со скоростью поезда.
- Капли дождя в безветрие падают вертикально относительно земли. Относительно движущегося автомобиля они летят наклонно, и их следы на боковом стекле косые.
- Точка на ободе колеса велосипеда относительно оси колеса движется по окружности, а относительно дороги — по более сложной кривой.
Скорость, траектория и путь тела, а также покой или движение, зависят от выбора системы отсчёта. Пример: пассажир в вагоне покоится относительно вагона и движется относительно перрона.
В чём основное отличие гелиоцентрической системы мира от геоцентрической?
В геоцентрической системе центром мира считается неподвижная Земля, а Солнце, Луна, планеты и звёзды обращаются вокруг неё.
В гелиоцентрической системе центром служит Солнце, а Земля и другие планеты обращаются вокруг него. Кроме того, Земля вращается вокруг своей оси.
В геоцентрической системе в центре неподвижная Земля, а всё остальное движется вокруг неё. В гелиоцентрической в центре Солнце, а Земля и планеты обращаются вокруг него и вращаются вокруг своих осей.
Объясните смену дня и ночи на Земле в гелиоцентрической системе (см. рис. 22).
Рисунка на фото не видно, поэтому объяснение дано без него.
Солнце неподвижно и освещает всегда только половину поверхности Земли, обращённую к нему. Земля вращается вокруг своей оси с запада на восток один оборот за сутки. Поэтому любое место на Земле за сутки один раз проходит через освещённую сторону (день) и один раз через неосвещённую (ночь).
День и ночь сменяются из-за суточного вращения Земли вокруг своей оси: место на поверхности попеременно оказывается то на освещённой Солнцем стороне, то на неосвещённой.
Вода в реке движется со скоростью 2 м/с относительно берега. По реке плывёт плот. Какова скорость плота относительно берега; относительно воды в реке?
Плот плывёт по течению и движется вместе с водой. Его скорость относительно берега равна скорости воды:
Относительно воды плот неподвижен, поэтому его скорость относительно воды равна
Относительно берега
В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчёта. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчёта, связанной со зданием вокзала, и в системе отсчёта, связанной с растущим у дороги деревом. Не противоречит ли это утверждению о том, что скорость относительна? Ответ поясните.
Не противоречит. Здание вокзала и дерево неподвижны относительно друг друга, так как оба связаны с Землёй. Поэтому системы отсчёта, связанные с ними, покоятся одна относительно другой, и скорость поезда в них одинакова. Относительность скорости означает, что она может отличаться в системах, которые движутся друг относительно друга. Например, относительно пассажира встречного поезда скорость будет другой.
Не противоречит: вокзал и дерево неподвижны друг относительно друга, поэтому скорость поезда относительно них одинакова.
При каком условии скорость движущегося тела будет одинакова относительно двух систем отсчёта?
Скорость тела в системе
Скорости одинаковы, если
Когда системы отсчёта неподвижны относительно друг друга.
Благодаря суточному вращению Земли человек, сидящий на стуле в своём доме в Москве, движется относительно земной оси со скоростью примерно 900 км/ч. Сравните эту скорость с начальной скоростью пули относительно пистолета, которая равна 250 м/с.
Переведём скорость человека в м/с:
Скорость пули равна
Скорости равны:
Торпедный катер идёт вдоль шестидесятой параллели южной широты со скоростью 90 км/ч по отношению к суше. Скорость суточного вращения Земли на этой широте равна 223 м/с. Чему равна (в СИ) и куда направлена скорость катера относительно земной оси, если он движется на восток; на запад?
Скорость катера в СИ:
Земля вращается с запада на восток, поэтому скорость точек суши на этой широте направлена на восток и равна
Катер идёт на восток. Скорости складываются:
Скорость направлена на восток.
Катер идёт на запад. Скорость катера направлена против вращения Земли:
Скорость направлена на восток, так как
На восток:
