Номер 3, страница 9, часть 1 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 1. Кинематика. Параграф 5. Положение тела в пространстве - номер 3, страница 9.

Условие.

3. Придумайте ситуацию, сходную с рассмотренными в заданиях 1 и 2. Выберите четыре объекта, три системы отсчёта, сделайте рисунок и заполните таблицу.

Объект	Координата в СО 1	Координата в СО 2	Координата в СО 3

Решение.

Описание ситуации

Рассмотрим ситуацию на железнодорожной станции. По прямому участку пути движется поезд. На перроне, рядом со зданием вокзала, стоит человек. Внутри одного из вагонов поезда находится пассажир. Для описания положения объектов мы будем использовать одномерную систему координат, ось которой ($Ox$) направлена вдоль рельсов в сторону движения поезда.

Выбранные объекты и системы отсчета

В качестве четырех объектов выберем:

1. Вокзал
2. Человек на перроне
3. Поезд (его головная часть)
4. Пассажир (находящийся в поезде)

В качестве трех систем отсчета (СО) выберем:

1. СО 1: Неподвижная система отсчета, связанная с Землей. Начало отсчета $O_1$ совмещено с вокзалом.
2. СО 2: Подвижная система отсчета, связанная с поездом. Начало отсчета $O_2$ совмещено с головной частью поезда.
3. СО 3: Подвижная система отсчета, связанная с пассажиром. Начало отсчета $O_3$ совмещено с пассажиром.

Рисунок и расположение объектов

Зафиксируем положение всех объектов в некоторый момент времени. В системе отсчета СО 1 (связанной с вокзалом) пусть объекты имеют следующие координаты:

• Координата Вокзала: $x_В = 0$ м.
• Координата Человека на перроне: $x_Ч = -20$ м (он стоит левее вокзала).
• Координата Поезда (головной части): $x_П = 50$ м (поезд находится правее вокзала). Это положение начала отсчета СО 2.
• Пассажир находится на 5 метров позади головной части поезда. Его координата в СО 2 (связанной с поездом) равна $x'_{Пас} = -5$ м. Следовательно, его координата в СО 1: $x_{Пас} = x_П + x'_{Пас} = 50 \text{ м} + (-5 \text{ м}) = 45$ м. Это положение начала отсчета СО 3.

Схематическое изображение расположения объектов на оси $Ox$:

(Человек) (Вокзал, O₁) (Пассажир, O₃) (Поезд, O₂)----|-------------|-----------------------------------|-----------|-----> Ox -20 0 45 50 (м)

Заполнение таблицы

Теперь рассчитаем координаты каждого объекта в каждой из трех систем отсчета.

1. Координаты в СО 1 (связана с Землей):
Координаты были заданы при описании расположения объектов:
Вокзал: $x_В = 0$ м.
Человек на перроне: $x_Ч = -20$ м.
Поезд (головная часть): $x_П = 50$ м.
Пассажир: $x_{Пас} = 45$ м.

2. Координаты в СО 2 (связана с поездом):
Начало этой системы отсчета $O_2$ находится в точке с координатой $x_{O2} = 50$ м в СО 1. Для нахождения координаты $x'$ любого объекта в СО 2 нужно из его координаты $\text{x}$ в СО 1 вычесть координату начала СО 2: $x' = x - x_{O2}$.
Вокзал: $x'_В = 0 - 50 = -50$ м.
Человек на перроне: $x'_Ч = -20 - 50 = -70$ м.
Поезд (головная часть): $x'_П = 50 - 50 = 0$ м.
Пассажир: $x'_{Пас} = 45 - 50 = -5$ м.

3. Координаты в СО 3 (связана с пассажиром):
Начало этой системы отсчета $O_3$ находится в точке с координатой $x_{O3} = 45$ м в СО 1. Формула перехода: $x'' = x - x_{O3}$.
Вокзал: $x''_В = 0 - 45 = -45$ м.
Человек на перроне: $x''_Ч = -20 - 45 = -65$ м.
Поезд (головная часть): $x''_П = 50 - 45 = 5$ м.
Пассажир: $x''_{Пас} = 45 - 45 = 0$ м.

Ответ:

Объект	Координата в СО 1	Координата в СО 2	Координата в СО 3
Вокзал	0	-50	-45
Человек на перроне	-20	-70	-65
Поезд (головная часть)	50	0	5
Пассажир	45	-5	0