Номер 2, страница 13 - гдз по физике 9 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел. Самостоятельные работы. СР-10. Относительность движения. Вариант 2 - номер 2, страница 13.

Условие.

2. Для тренировки спортсменов используют движущуюся дорожку (рис. 18). В каком случае спортсмен, находящийся на дорожке, будет неподвижен относительно поверхности Земли?

Рис. 18

Решение.

Решение

Для того чтобы спортсмен был неподвижен относительно поверхности Земли, его скорость в системе отсчета, связанной с Землей, должна быть равна нулю. Скорость спортсмена относительно Земли ($ \vec{v}_{с,З} $) является векторной суммой его скорости относительно движущейся дорожки ($ \vec{v}_{с,д} $) и скорости самой дорожки относительно Земли ($ \vec{v}_{д,З} $). Согласно закону сложения скоростей:

$ \vec{v}_{с,З} = \vec{v}_{с,д} + \vec{v}_{д,З} $

Условие неподвижности спортсмена относительно Земли: $ \vec{v}_{с,З} = 0 $.

Подставим это условие в формулу:

$ 0 = \vec{v}_{с,д} + \vec{v}_{д,З} $

Из этого уравнения следует:

$ \vec{v}_{с,д} = - \vec{v}_{д,З} $

Это векторное равенство означает, что вектор скорости спортсмена относительно дорожки должен быть равен по модулю (по величине) и противоположен по направлению вектору скорости дорожки относительно Земли. Другими словами, спортсмен должен бежать вперед со скоростью, модуль которой равен скорости, с которой полотно дорожки движется назад.

Ответ: Спортсмен будет неподвижен относительно поверхности Земли, если его скорость бега будет равна по модулю и противоположна по направлению скорости движения полотна дорожки.