Идея относительности в кинематике

Покажем, как были получены эти результаты, проведя решение задачи.

Решение. Для решения задачи используем классический закон преобразования (сложения) скоростей: скорость тела в неподвижной системе отсчета равна сумме скорости тела в подвижной системе отсчета и скорости самой подвижной системы отсчета: . Движение происходит вдоль оси ОХ и соответственно закон преобразования (сложения) скоростей записывается через проекции скоростей на ось ОХ: .

1. В системе отсчета, связанной с Землей, скорости заданы в условии задачи и их проекции на ось ОХ соответственно равны: ; м/с; м/с.

2. В системе отсчета, связанной с мотоциклистом:

; м/с = – 20 м/с;

; м/с – 20 м/с = – 15 м/с;

; м/с – 20 м/с = 0.

3. В системе отсчета, связанной с велосипедистом:

; - 5 м/с = – 5 м/с;

; м/с – 5 м/с = 15 м/с.

Сведения в таблицу полученных результатов дает наглядное представление об относительности скорости, о роли системы отсчета в определении последней.

Целесообразно показать, что все системы отсчета в кинематике равноправны, но следует выбирать такую систему отсчета, которая приводит к рациональному решению задачи. Для этого целесообразно решить одну и ту же задачу в разных системах отсчета.

Задача.

Тело брошено вертикально вверх со скоростью . Когда тело достигает верхней точки траектории, из того же места и с той же скоростью вертикально вверх брошено второе тело. Через сколько времени от момента бросания второго тела произойдет встреча этих тел?

Задачу решают в системе отсчета, связанной с Землей, и в системе отсчета, связанной с одним из тел.

Решение 1. За начало отсчета координаты принимают место бросания тел на Земле. Ось OY направляют вертикально вверх. За начало отсчета времени принимают момент бросания первого тела (рис. 1).

Рис. 1

Записывают уравнение движения для первого тела:

; ; ; ; .

Уравнение координаты для первого тела:

,

где – координата первого тела в любой, произвольный момент времени.

Другое о образовании:

Развитие наблюдения у детей дошкольного возраста
Развитие наблюдения и наблюдательности у детей, в дошкольной педагогике, считается одной из важнейших задач умственного воспитания. Наблюдение определяется как целенаправленное, планомерное, более или менее длительное восприятие человеком предметов и явлений окружающего мира. При этом восприятие ра ...

Проектирование как ведущий образовательный тип деятельности
Проектирование как тип деятельности направлено на реализацию человеком своих идеальных схем и образов. Проектность – определяющая стилевая черта современного мышления, признак современной культуры, противопоставляющей себя канонической культуре. Проектная культура в предельном смысле предполагает с ...

Технологии, способствующие улучшению голоса
К мерам, способствующим улучшению голоса до операции нёба, относятся постановка физиологического и фонационного дыхания, профилактика дистрофии мускулатуры глотки и нёба, коррекция звукопроизношения. После операции работа над голосом состоит из дыхательной гимнастики, удлиняющей выход и активизирую ...