Номер 1, страница 22 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Законы механики. Параграф 3. Относительность механического движения. Задание 3 - номер 1, страница 22.

Условие.

1. Велосипедист движется по прямолинейному гладкому участку дороги. Каковы траектории движения относительно велосипедиста и относительно стоящего на обочине человека рамы велосипеда; точки на ободе колеса; руля; точки на конце педали? Опишите их.

Решение.

Для ответа на данный вопрос необходимо рассмотреть движение указанных объектов в двух различных системах отсчета: подвижной, связанной с велосипедистом, и неподвижной, связанной с человеком, стоящим на обочине дороги.

Траектории относительно велосипедиста

В этой системе отсчета велосипедист и части велосипеда, жестко с ним связанные, покоятся. Движутся только те части, которые совершают движение относительно рамы велосипеда.

рамы велосипеда;
Рама велосипеда жестко связана с седлом, на котором сидит велосипедист. Поэтому в системе отсчета, связанной с велосипедистом, рама неподвижна.
Ответ: Траектория представляет собой точку.

точки на ободе колеса;
Колесо вращается вокруг своей оси, которая неподвижна относительно рамы велосипеда (а значит, и относительно велосипедиста). Таким образом, любая точка на ободе колеса движется по окружности.
Ответ: Траектория — окружность.

руля;
Руль жестко соединен с рамой велосипеда. Так как движение прямолинейное, руль не поворачивается и остается неподвижным относительно велосипедиста.
Ответ: Траектория представляет собой точку.

точки на конце педали?
Велосипедист вращает педали. Педали вращаются вокруг оси каретки, которая неподвижна относительно рамы. Следовательно, точка на конце педали описывает окружность.
Ответ: Траектория — окружность.

Траектории относительно стоящего на обочине человека

В этой системе отсчета весь велосипед движется поступательно. Движение каждой точки велосипеда является суммой поступательного движения всего велосипеда и собственного движения этой точки относительно велосипеда (например, вращения).

рамы велосипеда;
Все точки рамы движутся поступательно и прямолинейно вместе с велосипедом.
Ответ: Траектория — прямая линия, параллельная дороге.

точки на ободе колеса;
Движение точки на ободе колеса является результатом сложения двух движений: поступательного движения центра колеса вперед и вращательного движения точки вокруг этого центра. Такая сложная кривая называется циклоидой.
Ответ: Траектория — циклоида.

руля;
Руль, как и рама, участвует только в поступательном движении велосипеда.
Ответ: Траектория — прямая линия, параллельная дороге.

точки на конце педали?
Движение точки на конце педали также является сложением поступательного движения оси каретки и вращательного движения вокруг нее. В результате получается кривая, называемая трохоидой, которая, в зависимости от скорости вращения педалей и скорости велосипеда, может иметь петлеобразную форму.
Ответ: Траектория — трохоида.