Номер 5, страница 16 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

*5. Водитель легкового автомобиля догоняет грузовую машину. Ему кажется, что грузовая машина приближается к нему. Как это объяснить?

Это явление объясняется принципом относительности движения. Восприятие движения объекта зависит от системы отсчета, в которой находится наблюдатель.

В данном случае можно рассмотреть две системы отсчета:

1. Система отсчета, связанная с Землей. В этой системе отсчета (для наблюдателя, стоящего на обочине) и легковой автомобиль, и грузовая машина движутся в одном направлении. Так как легковой автомобиль догоняет грузовик, его скорость относительно Земли больше, чем скорость грузовика.

2. Система отсчета, связанная с водителем легкового автомобиля. В этой системе отсчета сам водитель и его автомобиль считаются неподвижными (их скорость равна нулю). Все остальные объекты движутся относительно него. Поскольку скорость легкового автомобиля больше скорости грузовика, расстояние между ними постоянно уменьшается. Для водителя, который считает себя неподвижным, это уменьшение расстояния выглядит так, будто грузовик, находящийся впереди, движется назад, то есть навстречу ему.

Если обозначить скорость легкового автомобиля относительно Земли как $v_л$, а скорость грузовика как $v_г$, то по условию $v_л > v_г$. Скорость грузовика относительно легкового автомобиля ($v_{отн}$) вычисляется по формуле:

$v_{отн} = v_г - v_л$

Поскольку $v_л > v_г$, результат $v_{отн}$ будет отрицательным. Отрицательный знак означает, что в системе отсчета легкового автомобиля вектор скорости грузовика направлен в противоположную сторону его собственному вектору скорости. Иными словами, грузовик движется назад, приближаясь к водителю.

Ответ: Это ощущение возникает из-за относительности движения. В системе отсчета, связанной с легковым автомобилем, сам автомобиль неподвижен. Поскольку он движется быстрее грузовика и сокращает дистанцию, для водителя это выглядит так, будто грузовик движется ему навстречу (приближается).