Номер 5, страница 107 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

5. Сформулируйте принцип относительности движения и приведите примеры, иллюстрирующие этот принцип.

Принцип относительности движения — это фундаментальное положение в классической механике, согласно которому любое механическое движение является относительным. Это означает, что для описания движения тела (или его покоя) необходимо указать, по отношению к каким другим телам (или, в общем случае, к какой системе отсчета) это движение рассматривается.

Система отсчета включает в себя тело отсчета, связанную с ним систему координат и часы для измерения времени. Такие характеристики движения, как траектория, перемещение, скорость и ускорение, зависят от выбора системы отсчета. Понятий абсолютного движения или абсолютного покоя, то есть движения или покоя относительно некой абсолютной, неподвижной системы отсчета, в классической механике не существует.

Этот принцип можно проиллюстрировать следующими примерами:

1. Пассажир в движущемся поезде. Для наблюдателя, находящегося внутри вагона поезда, сидящий на своем месте пассажир покоится. Его скорость равна нулю, и его координаты в системе отсчета, связанной с вагоном, не изменяются. Однако для наблюдателя, стоящего на платформе, тот же самый пассажир движется вместе с поездом со скоростью поезда. Таким образом, в одной системе отсчета тело покоится, а в другой — движется.

2. Падение тела в движущемся вагоне. Представим, что пассажир в равномерно движущемся поезде роняет мяч. В системе отсчета, связанной с поездом, пассажир увидит, что мяч падает вертикально вниз по прямой линии. Для наблюдателя же на перроне траектория движения мяча будет параболой, так как мяч одновременно участвует в двух движениях: равномерном горизонтальном движении вместе с поездом и равноускоренном вертикальном падении под действием силы тяжести. Это показывает, что форма траектории движения относительна.

3. Скорость встречных автомобилей. Два автомобиля движутся по шоссе. Скорость первого автомобиля относительно земли $v_1 = 80$ км/ч, а второго $v_2 = 100$ км/ч. Если автомобили движутся в одном направлении, то скорость второго автомобиля относительно первого будет $v_{отн} = v_2 - v_1 = 100 - 80 = 20$ км/ч. Если же они движутся навстречу друг другу, то их относительная скорость сближения будет равна сумме их скоростей: $v_{отн} = v_1 + v_2 = 80 + 100 = 180$ км/ч. Этот пример показывает, что численное значение скорости также является относительной величиной.

Ответ: Принцип относительности движения гласит, что состояние движения или покоя тела, а также его кинематические характеристики (траектория, скорость) могут быть определены только относительно выбранной системы отсчета. Абсолютного движения или покоя не существует. Примерами, иллюстрирующими этот принцип, являются: различие в описании состояния пассажира (покой или движение) в поезде для наблюдателей внутри и снаружи поезда; различная форма траектории (прямая или парабола) падающего в вагоне предмета для этих же наблюдателей; зависимость относительной скорости объектов от направления их движения.