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 творческих способностей через обучение решению текстовых задач
Большие возможности для воспитания мировоззрения представляют текстовые задачи. Не останавливаясь на неоднократно отмечавшемся значении таких задач, как простейшей, но достаточно четкой модели применения математики к изучению действительности, в которой содержится три характерных момента: перевод р ...

Психологические особенности начального этапа обучения
Начальный период школьной жизни занимает возрастной диапазон от 6-7 до10-11 лет (1 – 4 классы). Хронологически социально-психологические границы этого возраста нельзя считать неизменяемыми. Они зависят от готовности ребенка к школе, а так же от того, с какого времени начинается и как идет обучение ...

Младший школьник как субъект учебной деятельности
Проектируя образование, т. е. предопределяя, выбирая одно из возможных направлений психического развития детей, мы стремимся сознательно ориентироваться на культивирование фундаментальной человеческой способности — самостоятельно строить и преобразовывать собственную жизнедеятельность, быть ее подл ...