Задание, страница 12 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Задание

Приведите примеры, в которых траектория движения одного и того же тела для нескольких наблюдателей отличается.

Траектория движения тела — это линия, которую описывает тело (или его материальная точка) при своем перемещении в пространстве. Важно понимать, что форма траектории зависит от системы отсчета, в которой рассматривается движение. Один и тот же процесс движения может выглядеть совершенно по-разному для наблюдателей, находящихся в разных системах отсчета. Это явление называется относительностью движения.

Пример 1: Падение тела в движущемся вагоне

Представим, что пассажир в равномерно движущемся поезде роняет мяч.

Для наблюдателя, находящегося внутри вагона (система отсчета связана с поездом), мяч будет двигаться строго вертикально вниз. Его траектория — это отрезок прямой линии.

Для наблюдателя, стоящего на перроне (система отсчета связана с Землей), мяч в начальный момент времени имеет горизонтальную скорость, равную скорости поезда. Поэтому его движение является результатом сложения двух движений: равномерного по горизонтали и равноускоренного по вертикали. Траектория мяча в этом случае будет параболой.

Ответ: Для пассажира в поезде траектория — прямая линия, для наблюдателя на перроне — парабола.

Пример 2: Движение точки на ободе колеса

Рассмотрим движение точки на ободе колеса велосипеда, катящегося по дороге.

Для велосипедиста (система отсчета связана с осью колеса), эта точка совершает движение по окружности.

Для человека, стоящего на тротуаре (система отсчета связана с Землей), движение точки представляет собой сумму вращательного движения вокруг оси и поступательного движения оси вперед. Такая сложная траектория называется циклоидой.

Ответ: Для велосипедиста траектория — окружность, для неподвижного наблюдателя на земле — циклоида.

Пример 3: Движение конца лопасти вертолета

Рассмотрим движение крайней точки лопасти несущего винта вертолета, который летит горизонтально.

Для пилота вертолета (система отсчета связана с корпусом вертолета), конец лопасти движется по окружности в горизонтальной плоскости.

Для наблюдателя на земле, движение этой точки складывается из вращения по окружности и поступательного движения всего вертолета вперед. В результате траектория будет представлять собой винтовую линию (спираль), растянутую в направлении полета.

Ответ: Для пилота траектория — окружность, для наблюдателя на земле — винтовая линия.