Номер 2, страница 64 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Механика. Глава 3. Динамика. Параграф 12. Закон инерции — первый закон Ньютона. Задания и упражнения - номер 2, страница 64.

Условие.

2. Пассажир, находящийся в движущемся поезде, уронил яблоко. Траектория движения яблока относительно поезда — прямая вертикальная линия. Как движется поезд относительно полотна железной дороги?

Решение.

Решение

Рассмотрим движение яблока в системе отсчета, связанной с землей (полотном железной дороги). В момент, когда пассажир отпускает яблоко, оно по инерции имеет такую же горизонтальную скорость, как и поезд.

После того как яблоко отпущено, единственной силой, действующей на него, является сила тяжести, направленная вертикально вниз (при условии пренебрежения сопротивлением воздуха). В горизонтальном направлении на яблоко не действуют никакие силы. Согласно первому закону Ньютона, это означает, что горизонтальная составляющая скорости яблока не изменяется и остается постоянной на протяжении всего времени падения.

Из условия задачи известно, что траектория движения яблока относительно поезда — это прямая вертикальная линия. Это означает, что в любой момент падения яблоко находится точно под той точкой вагона, из которой его уронили. Такое возможно только в том случае, если горизонтальная скорость поезда в любой момент времени равна постоянной горизонтальной скорости яблока. Следовательно, скорость поезда также должна быть постоянной как по величине, так и по направлению.

Движение с постоянной по модулю и направлению скоростью ($ \vec{v} = \text{const} $) называется равномерным и прямолинейным.

Ответ: Поезд движется относительно полотна железной дороги равномерно и прямолинейно (то есть с постоянной скоростью по прямой линии).