Номер 5, страница 72, часть 1 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Динамика. Параграф 28. Инерциальные системы отсчёта. Первый закон Ньютона - номер 5, страница 72.

Условие.

5. На рис. 39 отмечены четыре тела: 1 – дерево; 2 – скамейка; 3 – мальчик; 4 – мотоциклист.

Рассмотрите системы отсчёта, связанные с деревом (СО 1); со скамейкой (СО 2); с мальчиком, идущим по Земле с постоянной скоростью $\vec{v}$ (СО 3); с мотоциклистом, едущим по Земле с постоянным ускорением $\vec{a}$ (СО 4). Определите, являются ли эти системы отсчёта инерциальными; изменяются ли со временем скорости тел в указанных системах отсчёта (да или нет). Ответы занесите в таблицу.

Рис. 39

	СО 1	СО 2	СО 3	СО 4
Данная СО является инерциальной
Изменяется ли со временем в этой СО скорость:	скамейки
	мальчика
	мотоциклиста
	девушки

Решение.

Решение

Инерциальная система отсчёта (ИСО) — это система, в которой справедлив первый закон Ньютона: любое тело, на которое не действуют силы (или их действие скомпенсировано), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчёта, движущаяся относительно ИСО равномерно и прямолинейно, также является инерциальной. Система отсчёта, движущаяся с ускорением относительно ИСО, является неинерциальной.

В данной задаче примем систему отсчёта, связанную с Землёй, за инерциальную. В этой системе отсчёта:

- Дерево (1), скамейка (2) и девушка на ней покоятся.

- Мальчик (3) движется с постоянной скоростью $ \vec{v} $.

- Мотоциклист (4) движется с постоянным ускорением $ \vec{a} $.

СО 1 (связана с деревом)

Так как дерево покоится относительно Земли (которую мы считаем ИСО), то СО 1 является инерциальной. В этой системе отсчёта:

- Скорость скамейки и девушки не изменяется (равна нулю).

- Скорость мальчика не изменяется (равна постоянной скорости $ \vec{v} $).

- Скорость мотоциклиста изменяется, так как он движется с постоянным ускорением $ \vec{a} $.

СО 2 (связана со скамейкой)

Так как скамейка покоится относительно Земли (ИСО), то СО 2 является инерциальной. Эта система отсчёта эквивалентна СО 1.

- Скорость скамейки и девушки не изменяется (равна нулю).

- Скорость мальчика не изменяется (равна постоянной скорости $ \vec{v} $).

- Скорость мотоциклиста изменяется (движется с ускорением $ \vec{a} $).

СО 3 (связана с мальчиком)

Так как мальчик движется с постоянной скоростью $ \vec{v} $ относительно Земли (ИСО), то СО 3 также является инерциальной.

- Скорость скамейки и девушки не изменяется (они движутся относительно мальчика с постоянной скоростью $ -\vec{v} $).

- Скорость мальчика не изменяется (он покоится в своей СО).

- Скорость мотоциклиста изменяется (его ускорение относительно мальчика равно $ \vec{a} $).

СО 4 (связана с мотоциклистом)

Так как мотоциклист движется с ускорением $ \vec{a} $ относительно Земли (ИСО), то СО 4 является неинерциальной.

- Скорость скамейки и девушки изменяется (относительно мотоциклиста они движутся с ускорением $ -\vec{a} $).

- Скорость мальчика изменяется (относительно мотоциклиста он движется с ускорением $ -\vec{a} $).

- Скорость мотоциклиста не изменяется (он покоится в своей СО).

Ответ:

		СО 1	СО 2	СО 3	СО 4
Данная СО является инерциальной		Да	Да	Да	Нет
Изменяется ли со временем в этой СО скорость:	скамейки	Нет	Нет	Нет	Да
	мальчика	Нет	Нет	Нет	Да
	мотоциклиста	Да	Да	Да	Нет
	девушки	Нет	Нет	Нет	Да