Номер 3, страница 48 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчёта. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчёта, связанной со зданием вокзала, и в системе отсчёта, связанной с растущим у дороги деревом. Не противоречит ли это утверждению о том, что скорость относительна? Ответ поясните.

Решение

Данное утверждение не противоречит принципу относительности скорости. Поясним почему.

Принцип относительности движения гласит, что скорость тела зависит от системы отсчета, в которой она измеряется. Ключевым моментом здесь является сравнение измерений в системах отсчета, которые движутся друг относительно друга.

В примере, приведенном в задаче, рассматриваются две системы отсчета:

1. Система отсчета, связанная со зданием вокзала.
2. Система отсчета, связанная с растущим у дороги деревом.

И здание вокзала, и дерево являются неподвижными объектами относительно поверхности Земли. Это означает, что их относительная скорость равна нулю. То есть, система отсчета, связанная с деревом, не движется относительно системы отсчета, связанной с вокзалом. Фактически, это две части одной и той же системы отсчета, связанной с Землей.

Согласно классическому закону сложения скоростей, скорость поезда относительно вокзала ($ \vec{v}_{пв} $) связана со скоростью поезда относительно дерева ($ \vec{v}_{пд} $) и скоростью дерева относительно вокзала ($ \vec{v}_{дв} $) следующим соотношением:

$ \vec{v}_{пв} = \vec{v}_{пд} + \vec{v}_{дв} $

Поскольку дерево и вокзал неподвижны друг относительно друга, их относительная скорость $ \vec{v}_{дв} = 0 $. Следовательно, формула принимает вид:

$ \vec{v}_{пв} = \vec{v}_{пд} + 0 $, откуда $ \vec{v}_{пв} = \vec{v}_{пд} $.

Таким образом, равенство скоростей поезда в этих двух системах отсчета является прямым следствием того, что сами системы отсчета покоятся друг относительно друга. Если бы мы измерили скорость поезда в системе отсчета, движущейся относительно Земли (например, в системе отсчета встречного поезда), то она была бы другой. Это и демонстрирует принцип относительности скорости.

Ответ: Нет, это утверждение не противоречит принципу относительности скорости. Скорость поезда одинакова, потому что обе системы отсчета (связанная с вокзалом и связанная с деревом) неподвижны друг относительно друга. Принцип относительности касается измерения скорости в системах отсчета, которые находятся в движении друг относительно друга.