Номер 1, страница 84, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Движение, взаимодействие, масса. Параграф 22. Относительность механического движения. Вопросы и задания - номер 1, страница 84.

Условие.

1. Приведите примеры, в которых характеристики механического движения зависят от выбора тела отсчёта.

Решение.

Характеристики механического движения, такие как траектория, скорость, перемещение и пройденный путь, являются относительными. Это означает, что их описание и числовые значения зависят от выбора тела отсчета, относительно которого рассматривается движение. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие этот принцип.

1. Пассажир в движущемся поезде

Рассмотрим пассажира, который сидит неподвижно в вагоне поезда, движущегося равномерно и прямолинейно. В системе отсчета, связанной с вагоном поезда, пассажир находится в покое. Его скорость и перемещение равны нулю, а траектория представляет собой точку. Однако в системе отсчета, связанной с Землей (например, с наблюдателем на перроне), пассажир движется вместе с поездом. Его скорость равна скорости поезда, он совершает перемещение, а его траектория является прямой линией.

2. Падение предмета в движущемся вагоне

Если из руки пассажира в равномерно движущемся поезде выпадет какой-либо предмет (например, яблоко), то его траектория будет разной для разных наблюдателей. Для наблюдателя в поезде (тело отсчета — поезд) траектория падения будет вертикальной прямой. Для наблюдателя, стоящего на платформе (тело отсчета — Земля), предмет будет двигаться по параболе, так как он одновременно участвует в двух движениях: равномерном горизонтальном вместе с поездом и равноускоренном вертикальном под действием силы тяжести.

3. Движение точки на ободе катящегося колеса

Рассмотрим движение точки, находящейся на ободе колеса автомобиля. Относительно центра колеса (тело отсчета — ось автомобиля) эта точка движется по окружности. Относительно дороги (тело отсчета — Земля) траектория этой же точки будет являться сложной кривой, называемой циклоидой. Скорость точки также будет разной: относительно центра колеса она постоянна по модулю, а относительно Земли — постоянно меняется от нуля (в момент касания с дорогой) до удвоенной скорости автомобиля (в верхней точке).

4. Встречное движение двух автомобилей

Представим два автомобиля, которые движутся навстречу друг другу по шоссе со скоростями $v_1$ и $v_2$ относительно Земли. В системе отсчета, связанной с Землей, их скорости равны $v_1$ и $v_2$. Однако в системе отсчета, связанной с первым автомобилем, второй автомобиль приближается к нему со скоростью, модуль которой равен сумме их скоростей относительно Земли: $v_{отн} = v_1 + v_2$. Таким образом, скорость является относительной величиной.

Ответ: Примеры, демонстрирующие зависимость характеристик движения от выбора тела отсчета, включают: движение пассажира в поезде (покой относительно поезда, движение относительно Земли), падение предмета в вагоне (прямая линия относительно вагона, парабола относительно Земли), движение точки на ободе колеса (окружность относительно центра колеса, циклоида относительно дороги) и относительная скорость встречных автомобилей (скорости $v_1$ и $v_2$ относительно Земли, но скорость сближения равна $v_1 + v_2$). Во всех этих случаях траектория, скорость и перемещение тела зависят от того, относительно какого тела отсчета они измеряются.