Номер 2, страница 87 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Механика. 3. Динамика материальной точки. Параграф 19. Второй закон Ньютона. Вопросы - номер 2, страница 87.

Условие.

2. Почему, находясь в купе поезда с зашторенным окном и хорошей звукоизоляцией, можно обнаружить, что поезд движется ускоренно, но нельзя узнать, что он движется равномерно?

Решение.

Решение

Это явление объясняется одним из фундаментальных принципов классической механики — принципом относительности Галилея.

Когда поезд движется равномерно и прямолинейно (с постоянной скоростью), система отсчета, связанная с ним, является инерциальной. Согласно принципу относительности, все механические явления во всех инерциальных системах отсчета протекают одинаково. Это означает, что никакими опытами, проведенными внутри такой системы (в изолированном купе), невозможно установить, покоится она или движется равномерно. Пассажир не ощущает никаких дополнительных сил, все предметы ведут себя так же, как и в неподвижном поезде. Поэтому, без возможности посмотреть в окно или услышать внешние звуки, отличить состояние покоя от состояния равномерного движения невозможно.

Когда поезд движется с ускорением (увеличивает или уменьшает скорость, либо совершает поворот), система отсчета, связанная с ним, становится неинерциальной. В таких системах проявляется инерция тел. Например, при разгоне поезда тело пассажира по инерции стремится сохранить состояние покоя, в результате чего его вдавливает в спинку сиденья. При торможении, наоборот, тело стремится сохранить свою скорость, и пассажир наклоняется вперед. Эти явления, вызванные силами инерции, легко ощутимы и наблюдаемы. Любой предмет в купе (например, яблоко на столе) при ускорении начнет скатываться в сторону, противоположную ускорению. Следовательно, факт ускоренного движения можно обнаружить, находясь внутри поезда, даже без внешних ориентиров.

Ответ: Ускоренное движение поезда можно обнаружить по действию сил инерции, которые возникают в неинерциальной системе отсчета и ощущаются пассажиром (его вдавливает в кресло, клонит вперед и т.д.). Равномерное движение обнаружить нельзя, так как система отсчета, связанная с равномерно движущимся поездом, является инерциальной. Согласно принципу относительности, в такой системе все механические явления происходят так же, как и в покоящейся, и без внешних ориентиров эти два состояния неразличимы.