Номер 6.6, страница 16 - 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 6.6, страница 16.

6.6 [98] Велосипедист движется равномерно и прямолинейно. Какова траектория движения точек обода колеса относительно рамы велосипеда?

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо правильно выбрать систему отсчета. Согласно условию задачи, нас интересует движение точек обода колеса относительно рамы велосипеда. Это означает, что мы должны рассматривать раму велосипеда как неподвижную систему отсчета.

В этой системе отсчета ось колеса, которая жестко связана с рамой, является неподвижной. Каждая точка на ободе колеса находится на постоянном расстоянии от оси вращения (центра колеса). Это расстояние равно радиусу колеса $R$.

Когда велосипед движется, колесо вращается вокруг своей оси. Следовательно, в системе отсчета, связанной с рамой, каждая точка обода совершает вращательное движение вокруг неподвижного центра (оси колеса).

Траектория точки, которая движется на постоянном расстоянии от некоторого неподвижного центра, является окружностью. Так как велосипедист движется равномерно, то и вращение колеса будет равномерным. Таким образом, точки обода колеса совершают равномерное движение по окружности относительно рамы велосипеда.

Важно отметить, что если бы мы рассматривали движение относительно земли, траектория была бы более сложной кривой, называемой циклоидой. Но в данном случае система отсчета связана именно с рамой.

Ответ: Траектория движения точек обода колеса относительно рамы велосипеда представляет собой окружность.