Номер 100, страница 18 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 6. Механическое движение. Равномерное и неравномерное движение - номер 100, страница 18.

Решение.

Это явление объясняется понятием относительности движения. То, как мы воспринимаем движение автомобиля, зависит от скорости нашего собственного движения, то есть от скорости поезда, в котором мы находимся. Наблюдаемое движение является относительным.

Допустим, поезд и автомобиль движутся в одном направлении вдоль параллельных путей. Пусть $v_{поезда}$ — это скорость поезда относительно земли, а $v_{авто}$ — скорость автомобиля относительно земли. Тогда скорость автомобиля относительно поезда (то, что мы видим в окне) равна $v_{отн} = v_{авто} - v_{поезда}$.

Вся последовательность событий возможна, если поезд движется с ускорением, то есть его скорость $v_{поезда}$ со временем увеличивается, в то время как автомобиль едет с примерно постоянной скоростью. Можно выделить три этапа наблюдения.

уходит вперёд: На этом этапе скорость поезда еще невысока и меньше скорости автомобиля ($v_{поезда} < v_{авто}$). Относительная скорость $v_{отн}$ положительна, поэтому нам кажется, что автомобиль нас обгоняет.

кажется неподвижным: По мере того как поезд набирает скорость, наступает момент, когда его скорость сравнивается со скоростью автомобиля ($v_{поезда} = v_{авто}$). В этот момент их относительная скорость $v_{отн}$ становится равной нулю, и автомобиль на мгновение замирает в окне.

движется назад: Поезд продолжает ускоряться, и его скорость становится больше скорости автомобиля ($v_{поезда} > v_{авто}$). Теперь относительная скорость $v_{отн}$ становится отрицательной. Это означает, что для наблюдателя в поезде автомобиль начинает двигаться в обратном направлении, хотя относительно земли он всё ещё движется вперёд.

Ответ: Наблюдаемая картина является следствием относительности движения и того, что поезд, скорее всего, движется с ускорением. Вначале скорость поезда меньше скорости автомобиля, поэтому автомобиль «уходит вперёд». Затем их скорости выравниваются, и автомобиль «кажется неподвижным». Наконец, скорость поезда превышает скорость автомобиля, и автомобиль начинает «двигаться назад» относительно поезда.