Номер 5, страница 74, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Основы кинематики. Параграф 16. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 5, страница 74.

Условие.

• Относительность движения.

Решение.

Относительность движения — это фундаментальный принцип механики, который утверждает, что характеристики движения тела (такие как траектория, перемещение, скорость) зависят от выбора системы отсчета, относительно которой это движение рассматривается. Иными словами, понятия движения и покоя относительны. Тело может одновременно находиться в движении относительно одного тела и в покое относительно другого.

Чтобы описать движение, необходимо выбрать систему отсчета. Она включает в себя:
1. Тело отсчета — условно неподвижное тело, относительно которого рассматривается движение других тел.
2. Систему координат, связанную с телом отсчета (например, декартову), которая позволяет определять положение тела в пространстве в любой момент времени.
3. Часы для измерения времени.

Рассмотрим классический пример, иллюстрирующий относительность скорости. Человек идет по вагону движущегося поезда.
• В системе отсчета, связанной с вагоном поезда, человек движется со своей скоростью ходьбы (например, $ v_{чел/поезд} = 5 \, км/ч $).
• В системе отсчета, связанной с Землей, скорость человека будет равна векторной сумме его скорости относительно поезда и скорости самого поезда относительно Земли. Если поезд движется со скоростью $ v_{поезд/земля} = 60 \, км/ч $, и человек идет по направлению движения поезда, его скорость относительно Земли будет $ v_{чел/земля} = 60 + 5 = 65 \, км/ч $. Если он идет в противоположном направлении, его скорость будет $ v_{чел/земля} = 60 - 5 = 55 \, км/ч $.

Это явление описывается законом сложения скоростей в классической механике. Если тело движется со скоростью $ \vec{v}_{отн} $ (относительная скорость) относительно подвижной системы отсчета, которая, в свою очередь, движется со скоростью $ \vec{v}_{пер} $ (переносная скорость) относительно неподвижной системы отсчета, то абсолютная скорость тела $ \vec{v}_{абс} $ относительно неподвижной системы отсчета равна их векторной сумме:
$ \vec{v}_{абс} = \vec{v}_{отн} + \vec{v}_{пер} $

Траектория движения также относительна. Представим, что из самолета, летящего горизонтально с постоянной скоростью, сбрасывают груз (сопротивлением воздуха пренебрегаем).
• В системе отсчета, связанной с самолетом, пилот увидит, что груз движется по прямой вертикальной линии вниз.
• В системе отсчета, связанной с Землей, наблюдатель на земле увидит, что траектория груза — это ветвь параболы, так как груз одновременно участвует в двух движениях: равномерном горизонтальном (по инерции) и равноускоренном вертикальном (под действием силы тяжести).

Таким образом, такие кинематические величины, как положение (координаты), перемещение, скорость и траектория, являются относительными. В рамках классической (ньютоновской) механики время и ускорение (при переходе между инерциальными системами отсчета) считаются абсолютными, то есть не зависящими от выбора системы отсчета.

Ответ: Относительность движения — это принцип, согласно которому траектория, перемещение и скорость тела зависят от системы отсчета, в которой эти характеристики измеряются. Понятия движения и покоя не абсолютны. Например, скорость пассажира, идущего по поезду, будет разной для наблюдателя в том же вагоне и для наблюдателя, стоящего на перроне. Математически в классической механике это описывается законом сложения скоростей: $ \vec{v}_{абс} = \vec{v}_{отн} + \vec{v}_{пер} $.