Номер 3, страница 36, часть 1 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 1. Кинематика. Параграф 15. Движение тел относительно друг друга - номер 3, страница 36.

Условие.

3. На рис. 22 даны значения скоростей движущихся тел в системе отсчёта, связанной с Землёй. Выберите системы отсчёта, связанные с мальчиком в повозке (СО 1), грузовым автомобилем (СО 2) и велосипедистом (СО 3), и определите значения скоростей изображённых тел в этих системах отсчёта. Направление оси X в выбранных СО примите совпадающим с направлением движения велосипедиста относительно Земли. Заполните таблицу.

Рис. 22

Значение скорости	СО 1 (связанная с мальчиком)	СО 2 (связанная с грузовиком)	СО 3 (связанная с велосипедистом)
$v_1$
$v_2$
$v_3$

Решение.

Дано:

Скорости тел в системе отсчета, связанной с Землей (СО Земли). Ось X направлена вправо.

Скорость мальчика в повозке (тело 1): $v_{1,Земля} = 5$ км/ч

Скорость грузовика (тело 2): $v_{2,Земля} = 30$ км/ч

Скорость велосипедиста (тело 3): $v_{3,Земля} = 20$ км/ч

Системы отсчета (СО):

СО 1: связана с мальчиком в повозке.

СО 2: связана с грузовиком.

СО 3: связана с велосипедистом.

Перевод в систему СИ не требуется, так как все скорости даны в одинаковых единицах, и ответ требуется в тех же единицах.

Найти:

Скорости $v_1$, $v_2$, $v_3$ в каждой из систем отсчета: СО 1, СО 2, СО 3.

Решение:

Для нахождения относительной скорости используется закон сложения скоростей. Скорость тела A относительно тела B ($v_{A,B}$) вычисляется как разность их скоростей относительно неподвижной системы отсчета (в данном случае — Земли):

$v_{A,B} = v_{A,Земля} - v_{B,Земля}$

Рассчитаем значения скоростей для каждой системы отсчета.

СО 1 (связанная с мальчиком)

Скорость этой системы отсчета относительно Земли равна скорости мальчика: $v_{СО1,Земля} = v_{1,Земля} = 5$ км/ч.

• Скорость мальчика относительно самого себя ($v_1$):

$v_1 = v_{1,Земля} - v_{СО1,Земля} = 5 \text{ км/ч} - 5 \text{ км/ч} = 0 \text{ км/ч}$

• Скорость грузовика относительно мальчика ($v_2$):

$v_2 = v_{2,Земля} - v_{СО1,Земля} = 30 \text{ км/ч} - 5 \text{ км/ч} = 25 \text{ км/ч}$

• Скорость велосипедиста относительно мальчика ($v_3$):

$v_3 = v_{3,Земля} - v_{СО1,Земля} = 20 \text{ км/ч} - 5 \text{ км/ч} = 15 \text{ км/ч}$

Ответ: В СО 1: $v_1 = 0$ км/ч, $v_2 = 25$ км/ч, $v_3 = 15$ км/ч.

СО 2 (связанная с грузовиком)

Скорость этой системы отсчета относительно Земли равна скорости грузовика: $v_{СО2,Земля} = v_{2,Земля} = 30$ км/ч.

• Скорость мальчика относительно грузовика ($v_1$):

$v_1 = v_{1,Земля} - v_{СО2,Земля} = 5 \text{ км/ч} - 30 \text{ км/ч} = -25 \text{ км/ч}$

• Скорость грузовика относительно самого себя ($v_2$):

$v_2 = v_{2,Земля} - v_{СО2,Земля} = 30 \text{ км/ч} - 30 \text{ км/ч} = 0 \text{ км/ч}$

• Скорость велосипедиста относительно грузовика ($v_3$):

$v_3 = v_{3,Земля} - v_{СО2,Земля} = 20 \text{ км/ч} - 30 \text{ км/ч} = -10 \text{ км/ч}$

Ответ: В СО 2: $v_1 = -25$ км/ч, $v_2 = 0$ км/ч, $v_3 = -10$ км/ч.

СО 3 (связанная с велосипедистом)

Скорость этой системы отсчета относительно Земли равна скорости велосипедиста: $v_{СО3,Земля} = v_{3,Земля} = 20$ км/ч.

• Скорость мальчика относительно велосипедиста ($v_1$):

$v_1 = v_{1,Земля} - v_{СО3,Земля} = 5 \text{ км/ч} - 20 \text{ км/ч} = -15 \text{ км/ч}$

• Скорость грузовика относительно велосипедиста ($v_2$):

$v_2 = v_{2,Земля} - v_{СО3,Земля} = 30 \text{ км/ч} - 20 \text{ км/ч} = 10 \text{ км/ч}$

• Скорость велосипедиста относительно самого себя ($v_3$):

$v_3 = v_{3,Земля} - v_{СО3,Земля} = 20 \text{ км/ч} - 20 \text{ км/ч} = 0 \text{ км/ч}$

Ответ: В СО 3: $v_1 = -15$ км/ч, $v_2 = 10$ км/ч, $v_3 = 0$ км/ч.

Заполним итоговую таблицу.

Ответ:

Значение скорости	СО 1 (связанная с мальчиком)	СО 2 (связанная с грузовиком)	СО 3 (связанная с велосипедистом)
$v_1$	0 км/ч	-25 км/ч	-15 км/ч
$v_2$	25 км/ч	0 км/ч	10 км/ч
$v_3$	15 км/ч	-10 км/ч	0 км/ч