Номер 4, страница 8 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Упражнение 1. § 1. Материальная точка. Система отсчёта. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 4, страница 8.

4. Мальчик стоял на земле и наблюдал, как его младшая сестра каталась на карусели. После катания девочка сказала брату, что и он сам, и дома, и деревья быстро проносились мимо неё. Мальчик же стал утверждать, что он вместе с домами и деревьями был неподвижен, а двигалась сестра. Относительно каких тел отсчёта рассматривали движение девочка и мальчик? Объясните, кто прав в споре.

Решение

Данная ситуация является прекрасной иллюстрацией принципа относительности движения в физике. Любое движение или состояние покоя является относительным и зависит от выбора тела отсчёта — объекта, относительно которого это движение рассматривается.

Относительно каких тел отсчёта рассматривали движение девочка и мальчик?

Девочка, находясь на вращающейся карусели, интуитивно приняла за тело отсчёта саму карусель. В этой системе отсчёта она сама неподвижна. Относительно неё все окружающие объекты, не связанные с каруселью (брат, дома, деревья), совершают движение по кругу. Таким образом, её утверждение, что брат и дома "проносились мимо", совершенно верно для наблюдателя, находящегося на карусели.

Мальчик стоял на земле. Он использовал в качестве тела отсчёта Землю. В этой системе отсчёта он, дома и деревья неподвижны. А вот его сестра вместе с каруселью совершала вращательное движение относительно земли. Поэтому его утверждение, что он был неподвижен, а двигалась сестра, также абсолютно верно в системе отсчёта, связанной с Землёй.

Объясните, кто прав в споре.

С точки зрения физики, в этом споре правы оба. Движение относительно, и его описание зависит от выбранной системы отсчёта. Брат и сестра просто описывали одно и то же явление с разных "точек зрения", то есть в разных системах отсчёта.

В повседневной жизни мы обычно по умолчанию принимаем за неподвижную систему отсчёта Землю, поэтому позиция мальчика кажется нам более естественной и привычной. Однако с научной точки зрения обе системы отсчёта (связанная с Землёй и связанная с каруселью) являются допустимыми для описания движения, и утверждения, сделанные в каждой из них, одинаково верны.

Ответ: Девочка рассматривала движение относительно карусели, в то время как мальчик рассматривал движение относительно Земли. В споре правы оба, так как их утверждения верны каждое в своей системе отсчёта, а понятие движения относительно.