Номер 4, страница 34 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 2. Основы кинематики. Параграф 6. Механическое движение. Перемещение. Скорость. Вопросы - номер 4, страница 34.

Условие.

4. Форма траектории движения тела зависит от выбора системы отсчёта. Как можно экспериментально проверить это положение?

Решение.

4. Утверждение о том, что форма траектории движения тела зависит от выбора системы отсчёта, является одним из ключевых положений кинематики — принципом относительности движения. Экспериментально проверить это положение можно, рассмотрев движение одного и того же тела относительно двух разных систем отсчёта, движущихся друг относительно друга.

Проведём следующий мысленный или реальный эксперимент. Пусть человек едет в вагоне поезда, движущегося равномерно и прямолинейно, и подбрасывает небольшой мяч строго вертикально вверх. Будем наблюдать за движением мяча из двух разных систем отсчёта.

1. Система отсчёта, связанная с поездом. Для наблюдателя, находящегося внутри вагона, мяч не имеет горизонтальной скорости относительно вагона. Он движется только по вертикали: сначала вверх, замедляя своё движение под действием силы тяжести, а затем вниз, ускоряясь. Траектория движения мяча в этой системе отсчёта будет представлять собой вертикальный отрезок прямой.

2. Система отсчёта, связанная с Землёй. Для наблюдателя, стоящего на платформе, мяч в момент броска уже обладает горизонтальной скоростью, равной скорости поезда. После броска мяч участвует одновременно в двух движениях: равномерном горизонтальном (по инерции) и равноускоренном вертикальном (под действием силы тяжести). Сложение этих двух движений приводит к тому, что траектория мяча для наблюдателя на Земле будет иметь форму параболы.

Таким образом, один и тот же физический процесс — движение подброшенного мяча — описывается совершенно разными траекториями в разных системах отсчёта. Это наглядно доказывает, что форма траектории относительна и зависит от выбора системы отсчёта.

Ответ: Чтобы экспериментально проверить зависимость формы траектории от системы отсчёта, необходимо наблюдать за одним и тем же движущимся телом из разных систем отсчёта. Например, траектория мяча, подброшенного вертикально в движущемся поезде, будет прямой линией для наблюдателя в поезде и параболой для наблюдателя на земле, что подтверждает данное положение.