Номер 1, страница 11 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

1. Может ли человек, находясь на движущемся эскалаторе метро, быть в покое в системе отсчета, связанной с землей? Ответ обоснуйте.

1. Да, человек, находясь на движущемся эскалаторе метро, может быть в покое в системе отсчета, связанной с землей. Это возможно в соответствии с принципом относительности движения и законом сложения скоростей.

Для обоснования ответа воспользуемся законом сложения скоростей. Скорость человека относительно неподвижной системы отсчета, связанной с землей ($ \vec{v}_{ч} $), является векторной суммой скорости самого эскалатора относительно земли ($ \vec{v}_{э} $) и скорости человека относительно эскалатора ($ \vec{v}_{ч,э} $).

Формула сложения скоростей выглядит так:

$ \vec{v}_{ч} = \vec{v}_{э} + \vec{v}_{ч,э} $

Состояние покоя человека в системе отсчета, связанной с землей, означает, что его скорость в этой системе равна нулю: $ \vec{v}_{ч} = 0 $.

Подставив это условие в формулу, получим:

$ 0 = \vec{v}_{э} + \vec{v}_{ч,э} $

Из этого уравнения следует, что для покоя относительно земли должно выполняться условие:

$ \vec{v}_{ч,э} = -\vec{v}_{э} $

Это векторное равенство означает, что скорость человека относительно эскалатора должна быть равна по модулю и противоположна по направлению скорости эскалатора относительно земли.

Например, если эскалатор движется вверх со скоростью $v$, то человек должен идти по его ступеням вниз с точно такой же скоростью $v$. В этом случае его движение вниз относительно эскалатора полностью скомпенсирует движение эскалатора вверх, и для наблюдателя, стоящего неподвижно на земле, человек будет оставаться на одном и том же месте.

Ответ: Да, может. Это произойдет, если человек будет двигаться по эскалатору в направлении, противоположном его движению, со скоростью, модуль которой равен модулю скорости эскалатора.