Номер 6.19, страница 18 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 6. Механическое движение и его относительность. Траектория. Путь. Перемещение. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 6.19, страница 18.

6.19 [н] Какой вид механического движения вы совершаете, качаясь на качелях? Предложите 2—3 тела отсчёта, свяжите с ними системы отсчёта и опишите характер движения относительно этих систем.

Рис. II-5

Качаясь на качелях, человек совершает колебательное (или периодическое) механическое движение. Это движение происходит по траектории, представляющей собой дугу окружности, поэтому оно является криволинейным. Поскольку скорость движения постоянно меняется как по модулю (от нуля в крайних точках до максимума в нижней), так и по направлению, это движение также является неравномерным и ускоренным.

Характер движения зависит от выбора системы отсчета. Рассмотрим несколько таких систем.

1. Система отсчета, связанная с Землей.

В качестве тела отсчета выберем неподвижный объект на поверхности Земли, например, опору качелей или дерево, растущее рядом. В этой системе отсчета человек на качелях движется по дуге окружности вперед и назад относительно положения равновесия. Это классический пример механических колебаний. Движение является неравномерным криволинейным, так как постоянно меняется вектор скорости.

Ответ: Относительно Земли человек на качелях совершает неравномерное криволинейное колебательное движение по дуге окружности.

2. Система отсчета, связанная с точкой подвеса качелей.

Телом отсчета в данном случае является точка на перекладине, к которой крепятся веревки или цепи качелей. Если считать эту точку неподвижной, то движение человека можно описать как вращательное движение вокруг оси, проходящей через эту точку. Угол отклонения качелей от вертикального положения периодически изменяется от $0$ до некоторого максимального значения в обе стороны. Такое движение называют угловыми колебаниями.

Ответ: Относительно точки подвеса человек на качелях совершает угловые колебания (вращательное движение с периодически изменяющимся углом отклонения).

3. Система отсчета, связанная с Солнцем.

Если связать систему отсчета с Солнцем, то движение человека на качелях окажется очень сложным. Оно будет результатом сложения нескольких движений:

• колебательного движения относительно Земли;
• движения вместе с точкой на поверхности Земли из-за суточного вращения планеты вокруг своей оси;
• движения вместе с Землей по орбите вокруг Солнца.

Результирующая траектория будет представлять собой сложную пространственную кривую (часть спирали, на которую наложены колебания).

Ответ: Относительно Солнца человек на качелях совершает сложное криволинейное движение, являющееся суммой колебательного, вращательного (суточного) и орбитального движений.