Механическое движение и его относительность в физике
Мир, который окружает человека, содержит в себе массу объектов, пребывающих в постоянном или периодическом движении. Стоит отметить, что процесс перемещения характерен даже для предметов, кажущихся статичными. В качестве примера можно привести дома, мосты, дороги, передвигающиеся совместно с нашей планетой по космическому пространству.
Известна скорость вращения Земли, равная 1674 км/ч. Величина рассчитана относительно собственной оси планеты. Если рассматривать перемещение вокруг Солнца, то быстрота передвижения составит 10800 км/ч. В процессе рассмотрения различных физических объектов и явлений важно разбираться в смысле понятия движения.
В нем выражено одно из ключевых свойств и методов существования материи, а непосредственно термин обладает всеобщим характером. Во время езды на автомобиле по автомагистрали детали и системы транспортного средства также приведены в движение. К примеру, если отметить произвольную точку на колесном диске, то при перемещении машины она опишет кривую линию, называемую циклоидой.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Поршень мотора автомобиля совершает циклические движения, механизмы подвески способны раскачиваться на пружинных элементах в верхнем и нижнем направлениях, смещаясь в сторону, в то время как транспорт совершает поворотные маневры. Разобраться в каждом из перечисленных видов передвижения достаточно сложно, поэтому на первых этапах изучения механики принято рассматривать автомобиль в виде целого объекта.
Механическое движение представляет собой смену положения физического объекта, находящегося в пространстве, по отношению к прочим телам.
Проанализируем данное определение. Заметим, что в расшифровке термина присутствует упоминание такой важной категории как относительность. Таким образом, в системе движения предусмотрено несколько физических тел, что позволяет определить перемещение в условиях некоторого пространства одного и них. Введем еще одно важное понятие.
Тело отсчета является таким телом, по отношению к которому анализируют движение.
При решении задач по физике на уроках в классе или при выполнении домашних заданий нередко встречаются примеры на анализ относительности движения. В таком случае принято рассматривать пару тел, одно из которых пребывает в состоянии покоя и является телом отсчета, а второй объект движется относительно обозначенного тела.
В качестве простого примера можно изучить езду автомобиля. Транспорт подвижен по отношению к дорожному полотну и перемещается с определенной скоростью. Этот скоростной параметр изменится, если воспринимать описанное движение автомобиля по отношению к другому телу отсчета, например, другого транспортного средства.
Относительностью движения называют принцип, смысл которого состоит в наличии передвигающегося объекта и присутствии тела отсчета при рассмотрении какого-либо движения.
С особенностями данного понятия легко разобраться на практических примерах. Представим, что на реке стоит лодка с заглушенным двигателем. Если анализировать ситуацию относительно водоема, то водный транспорт является неподвижным. С другой стороны лодка перемещается по отношению к береговой линии, так как движется совместно с речным течением.
Стоит отметить важную закономерность при изучении темы относительности движения. Когда некий объект пребывает в состоянии покоя по отношению ко второму физическому телу, это тело аналогичным образом покоится относительно первого объекта. Например, дерево неподвижно по отношению к нашей планете. Одновременно с этим Земля находится в покое относительно рассматриваемого дерева.
Законы относительности механического движения, формулы, примеры
В процессе описания передвижения объекта требуется выяснить его положение в некоторый момент времени по отношению к телу отсчета. Решение подобной задачи заключается в «привязке» к данному телу отсчета координатной системы и применении часового механизма.
Система отсчета представляет собой комплекс, состоящий из тела отсчета, связанной с этим объектом координатной системы, часов.
Мерность таких систем зависит от характера изучаемого передвижения. Например, процесс езды на автомобиле целесообразно анализировать с помощью одномерной координатной прямой. В том случае, когда речь в задаче по физике идет о движении поездов по разветвленной сети железных дорог, стоит воспользоваться двумерной координатной плоскостью. Трехмерное координатное пространство понадобится для анализа полета квадрокоптера над землей.
Любое физическое тело вмещает в себя множество точек. Если описывать перемещение каждой из них относительно выбранной координатной системы, то придется потратить массу сил и времени. Существует простой способ решения подобной задачи. В том случае, когда в задании речь идет о значительном удалении объектов, целесообразно пренебречь информацией о том, какой формой и габаритными размерами они обладают. Достаточно представить тело в виде материальной точки и отслеживать непосредственно ее передвижение.
Материальная точка является неким телом, габаритами которого при заданных условиях допустимо пренебречь.
В процессе решения теоретических и прикладных задач нередко возникает необходимость в описании движения физических тел в разных отсчетных системах. Исходя из основных положений кинематики, можно сделать вывод о равноправии всех систем отсчета. С другой стороны кинематические параметры перемещения в пространстве того или иного объекта обладают разными значениями в зависимости от определенной системы отсчета. К таковым характеристикам относят направление и форму движения, скоростные показатели. Если физическая величина меняет собственное значение при выборе другой системы отсчета, то говорят об относительности такой величины.
Исследования Галилея продемонстрировали справедливость закона инерции в условиях нашей планеты. Исходя из этой закономерности, на материальное тело оказывают воздействие силы, что можно идентифицировать по таким признакам, как изменение скорости его движения. С целью стабилизации перемещения с одинаковой по величине и направлению скоростью отсутствует необходимость в воздействии сил.
Системы отсчета, для которых характерно выполнение закона инерции, являются инерциальными системами отсчета.
В свою очередь, отсчетные системы, пребывающие в состоянии вращения или ускорения, называют неинерциальными системами отсчета. Планету Земля некорректно причислять к полностью инерциальным отсчетным системам, так как она совершает вращательные движения. Однако для превалирующего количества задач по физике системы отсчета, которые связаны с планетой, в достаточно хорошем приближении допустимо считать инерциальными. Система отсчета, которая передвигается равномерно и прямолинейно по отношению к инерциальной системе отсчета, аналогичным образом становится по умолчанию инерциальной.
Известные своими фундаментальными открытиями в области физики ученые Галилей и Ньютон так или иначе пришли в процессе научной деятельности к понятию принципа относительности. Исходя из этого положения, механические закономерности в механике идентичны в любых инерциальных системах отсчета, если исходные условия одинаковые. Таким образом, ни одна инерциальная отсчетная система ничем не отличается от другой системы отсчета. Все инерциальные системы отсчета эквивалентны с точки зрения механических явлений.
В основе принципа относительности Галилея определенные допущения, нашедшие подтверждение на практике в обычной жизни. В классической механике принимают пространство и время за абсолютные величины. Предполагается, что длина тел не отличается в какой-либо отсчетной системе, и что время в неодинаковых системах отсчета протекает без отличий. Предполагается, что масса тела, а также все силы сохраняют стабильность в процессе перехода между инерциальными отсчетными системами.
В качестве наглядного примера проявления принципа относительности на практике можно рассмотреть перемещение в пространстве некого объекта по отношению к разным отсчетным системам. Пусть одна из них статична, а вторая система пребывает в некотором движении. Предположим, что материальным телом является лодка, пересекающая водоем перпендикулярно течению реки. Водный транспорт перемещается с определенной скоростью относительно реки. Процесс движения плавательного средства наблюдает пара человек. Представим, что один из наблюдателей стоит на берегу, а второй — плывет на плоту по течению. Относительно реки плот неподвижен, а по отношению к берегу он перемещается с быстротой течения.
Попробуем привязать систему координат ко всем наблюдателям:
- X0Y обозначим статичную координатную систему;
- \(X^0^Y^\) определим перемещающуюся систему координат.
Введем еще несколько обозначений, которые пригодятся при составлении формул:
- S — перемещение лодки относительно неподвижной системы отсчета;
- \(S_\) — перемещение лодки относительно подвижной отсчетной системы;
- \(S_\) — перемещение подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы отсчета.
Далее обратимся к закономерности, описывающей принцип суммирования векторов:
\(\overrightarrow = \overrightarrow >+\overrightarrow >\)
С целью вычисления скоростных параметров потребуется найти частное от деления пути на время. В результате получим следующее справедливое равенство:
\(\overrightarrow = \overrightarrow >+\overrightarrow >\)
В данном математическом соотношении использованы следующие обозначения величин:
- v — скорость тела относительно неподвижной отсчетной системы;
- \(v_\) — скорость тела относительно подвижной системы отсчета;
- \(v_\) — скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной отсчетной системы.
Записанное математическое выражение представляет собой традиционный закон суммирования скоростных параметров: скорость тела относительно неподвижной отсчетной системы равна геометрической сумме скорости тела относительно подвижной системы отсчета и скорости подвижной отсчетной системы относительно неподвижной системы отсчета. Представим рассматриваемое заключение в скалярном виде:
Задачи
Передвигающийся в космическом пространстве звездолет отправляет перед собой радиосигналы длительностью \(t _\) . В какое-то время агрегат начинает прием сигналов, отраженных от некоторого препятствия, расположенного впереди. Длительность поступающих сигналов составляет \(t_\) . Требуется вычислить скорость приближения звездолета к препятствию, если радиосигналы распространяются со скоростью c.
Скорость распространения радиосигналов относительно звездолета до отражения:
Скорость распространения радиосигналов относительно звездолета после отражения:
До момента столкновения с препятствием летательный аппарат преодолел следующе расстояние:
Рассчитаем величину пути после отражения:
Установим знак равенства между величинами \(s_ и s_\) . В результате несложных математических преобразований получим следующее справедливое равенство:
Моторная лодка преодолевает путь между парой пунктов по реке вдоль течения за временной период, равный \(t_ = 3 ч\) . Двигаясь против течения, это расстояние водный транспорт проходит за \(t_ = 6 ч\) . Усредненные скоростные характеристики плавательного средства при перемещении в прямом и обратном направлениях составляют 10 км/ч. Необходимо вычислить, чему равны собственная скорость лодки и быстрота течения реки.
По определению, средняя скорость v при равномерном прямолинейном движении равна отношению всего пройденного пути ко всему затраченному времени.
Из этого найдем расстояние между двумя пунктами:
Это же расстояние можно рассчитать по формулам:
Здесь v является скоростью лодки, u обозначает скорость течения. Приравняем выражения:
\(\frac < v_(t_ + t_)> = (v + u) t_ \Rightarrow v = \frac < v_(t_ + t_)> <2 t_> – u\)
Полученное выражение для скорости плавательного средства подставим в формулу для пути:
Таким образом, получим следующее справедливое равенство:
Осталось подставить данные задачи и вычислить скорость течения:
Тогда скорость лодки:
Ответ: 3,75 км/ч, 11,25 км/ч.
По автомагистрали перемещается автоколонна со скоростью 20 км/ч. Из середины колонны в одно и то же время отправляются два мотоциклиста: один в переднюю часть колонны, другой меняет свое положение на место в хвосте. Первый мотоциклист приехал к месту на 6 минут раньше второго. Какова длина колонны, если скорость мотоциклистов одинакова и равна 30 км/ч?
Путь, который в исходный момент времени требуется пройти мотоциклистам:
Скорость, с которой первый мотоциклист приближается к началу автоколонны:
Скорость, характерная для перемещения второго водителя мотоцикла, согласно условию задачи:
Таким образом, задание на поиск временного интервала значительно упрощается:
Тогда длина колонны:
\(S = 2S_ = 2 \cdot \frac < v _– v > \cdot (v _ – v) = \frac< 30 – 20 > \cdot (30 + 20) = 2,5\)
Самолет поднимается с аэродрома под углом 20 градусов относительно линии горизонта со скоростью v = 216 км/ч. Нужно вычислить, чему равны вертикальная и горизонтальная составляющие скорости, определить высоту подъема самолет за t = 1 с момента начала движения вверх, а также рассчитать изменение скоростных параметров воздушного транспорта, если скорость встречного ветра составляет 20 м/с.
В первую очередь вычислим вертикальную и горизонтальную составляющие скорости самолета:
\(v_ = v\cdot \cos \alpha =\frac\cdot \cos 20^ = 60 \cdot 0,939 = 56,34\)
\(v_ = v\cdot \sin \alpha =\frac\cdot \sin 20^ = 60 \cdot 0,342= 20,52\)
Самолет набирает высоту в 20,5 м за 1 секунду. На следующем этапе вычислим, как изменится скорость самолета со встречным ветром. Ветер с направлением, противоположным движению воздушного судна, уменьшит горизонтальную составляющую:
\(v_ = v_ — v_ = 53,34 -20 = 36,34\)
Скорость самолета при встречном ветре легко определить с помощью теоремы Пифагора:
В результате ряда несложных математических преобразований удалось установить уменьшение скорости воздушного транспорта 20 м/с.
Ответ: самолет поднимется на 20,5 м за 1 секунду. При встречном ветре скорость самолета станет равна 41,7 м/с.
Длина теплохода составляет l = 300 м. Транспортное средство перемещается по водоему по прямой траектории со скоростью \(v_\) . Теплоход обгоняет катер, скорость передвижения которого соответствует \(v_ = 90 км/ч\) . Скоростное судно преодолевает путь от кормы до носовой части теплохода и обратно в течение t=37,5 с. Требуется вычислить, с какой скоростью перемещается по воде теплоход.
Когда катер обгоняет теплоход (движется от кормы к носу), скорость обгона равна:
При движении катера от носа к корме скорость сближения катера и теплохода равна:
Тогда время движения от кормы к носу равно:
С другой стороны время движения от носа к корме:
В сумме эти два времени дадут t = 37,5 с. Таким образом, допустимо сформулировать следующее справедливое равенство:
Прежде чем решать, переведем скорость катера в м/с:
Теперь решаем уравнение:
После переноса влево и приведения к общему знаменателю имеем квадратное уравнение:
В результате получим итоговое значение искомой скорости:
Ответ: скорость теплохода равна 15 м/с.
Механическое движение
Под механическим движением подразумевают изменчивость с течением времени местоположения предмета в пространстве по отношению к другим объектам.
Все взаимодействия предметов, связанные с их перемещением, происходят не хаотично, а обусловлены законами механики. Данное понятие предполагает изучение всех элементов, заставляющих объект перемещаться в пространстве.
Кинематика, раздел механики, базируется только на изучении двигательного процесса без углубления в изучения причин его появления.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Виды механического движения
Данная теория имеет несколько видов. Их определение зависит от разновидности механического объекта. Им может быть:
- материальная точка;
- твердое тело;
- сплошная среда.
Перемещение материальной точки обусловлено изменчивостью ее координат в определенном промежутке времени. Для плоскости, например, это будут абсциссы и ординаты. Значимыми показателями подвижности считаются траектория, особенность перемещения, скорость и ускорение. При прямолинейной подвижности объекта его скорость будет параллельна прямой. При криволинейном она будет равна самопроизвольному ускорению.
Перемещение твердого тела суммируется из движения его массы и вращения вокруг определенного предмета. Двигательная активность будет поступательной при отсутствии вращения. В подобных случаях она может быть и не прямолинейной, свойство ее хода определяется подвижностью выбранного предмета. Вращательная подвижность такого объекта будет обусловлена выбором углов поворота. Их количество определяется особенностью пространства. Не исключается для твердого тела и перемещение в плоскости. В подобном случае двигательная траектория всех показателей тела находится в параллельной плоскости.
Перемещением сплошной среды называется подвижность отдельных частиц среды вне зависимости друг от друга. Здесь показатель значимых координат бесконечен.
Какими физическими величинами характеризуется
Данное понятие характеризуется тремя величинами:
- по характеру движения и типу линии;
- по ускорению;
- по скорости.
По характеру движения точек тела
По характеру двигательной активности составляющих тела движение может быть поступательным, вращательным и колебательным. При поступательном любая прямая связана с объектом во время подвижности. Она всегда будет параллельной заданному изначально своему движению.
Во время вращательного движения все точки перемещаются по окружностям. Их центры лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.
При колебании объект отклоняется от некой точки, но в последующем обязательно возвращается к ней.
По типу линии, вдоль которой движется тело
Линия, по которой движется предмет, называется траекторией. Ее длина измеряется в метрах, а при математических подсчетах обозначается знаком «L». Вектор, который будет соединять начальный и конечный промежуток траектории называется перемещением. Оно обозначается знаком «S».
Выделяют прямолинейное и криволинейное движение. Первое в свою очередь делится на равномерное и неравномерное, что делится еще на равноускоренное и свободное падение.
Криволинейное делится также на равномерное и неравномерное. Только в данном случае равномерное может происходить по окружности, а неравномерное является баллистическим.
По ускорению
Ускорение — это векторная величина, что задает быстроту изменения скорости. Ее числовой показатель равен отношению скоростного изменения за минимальный временной промежуток к величине данного промежутка.
В физике скорость обозначается знаком «α». Просчитать показатель можно по формуле:
\(\alpha=\;\Delta v/\Delta t,\)
где V — это скорость, а t — это время.
По скорости
Под скоростью подразумевается векторная величина, что определяет быстроту перемещения объекта в пространстве. В числовом выражении она соответствует отношению перемещения за малый отрезок времени к величине данного промежутка. Обозначается показатель знаком «V». Его математический подсчет производится по формуле:
\(v=\Delta r/\Delta t,\)
где r — это сопротивление, а — время.
Что нужно для описания механического движения
Для описания свойства подвижности нужно определить, относительно какого предмета показатель будет рассматриваться.
Примечание
Подвижность одного и того же объекта по отношению к разным предметам будет неодинаковым. Ярким тому примером является идущий человек. Относительно здания, например, он движется с определенной скоростью. Но если в его руках находится портфель, то идущий находится в состоянии покоя. Это обусловлено тем, что расстояние объектами с течением времени не меняется.
Главная задача изучения механики — определить нахождение объекта в пространстве в любой временной отрезок. Для этого необходимо определить координаты его точек, затем нужно связать с ней тело отсчета и приобрести прибор для отсчета времени. Временной отрезок в данном случае принято измерять в секундах. Тело, его координаты и прибор измерения времени — все это является системой отсчета.
Примечание
К тому же при описании движения объекта нужно учитывать его габариты, поскольку движение отдельных их точек при определенном положении разнится.
В отдельных случаях разница между точками габаритов настолько мала, что этот момент опускается. И предмет приобретает название «материальная точка». Преимущественно тело считается материальной точкой, когда оно движется поступательно и когда его размер меньше проходимого им расстояния.
Насколько полезной была для вас статья?
Закон сложения скоростей
В классической механике применяют термин, который звучит, как абсолютная скорость точки. Данная величина является суммой двух векторов: относительная и переносная скорости точки. В подобном равенстве выражена теорема сложения скоростей. Общепринятым положением является равенство скорости движения какого-либо объекта в рамках неподвижной системы отсчета и векторной суммы скорости аналогичного физического тела в условиях относительно подвижной системы отсчета. Данными координатами определяется непосредственное нахождение тела.
Определение
Классический закон сложения скоростей определяет, что скорость тела относительно неподвижной системы отсчета представляет собой геометрическую сумму двух скоростей, включая скорость тела относительно подвижной системы отсчета и скорость подвижной системы отсчета относительно неподвижной.
Классический вид, формула расчета
Релятивистским законом сложения скоростей являются соотношения, справедливые для частицы, перемещающейся параллельно относительной скорости систем отсчета:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Соотношение теории имеет следующий вид:
Преобразование координат и времени
Закон сложения скоростей вытекает из физических процессов. Представленное выше соотношение получено в результате преобразований координат и времени. Можно представить частицу, которая в определенное время \(t^\) зафиксирована в точке с координатами: \(x^\) , \(y^\) , \(z^\) .
Спустя какой-то небольшой промежуток времени \(\Delta t^\) частица переместилась в точку:
В системе отсчета \(K^\) .
Таким образом, при движении частицы происходят два события. Можно записать следующую формулу:
где \( \Delta v^_\) представляет собой х компоненту скорости частицы в системе \(K^.\)
Такие же равенства можно вычислить относительно других компонент. Аналогично координатам преобразуются разности координат и промежутки времени \(\Delta x\) , \(\Delta y\) , \(\Delta z\) . \(\Delta t\) .
Уравнения будут иметь следующий вид:
\(\Delta x=\Delta x^+V\Delta t^\)
Исходя из составленных формул можно сделать вывод о том, что компоненты скорости той же частицы в системе \(К\) будут записаны следующим образом:
Уравнение представляет собой закон сложения скоростей. Данную закономерность можно привести в векторный вид:
Координаты в системе \(К\) и системе \(K^\) будут параллельны.
Алгоритм решения задач
Существуют правила, которые являются основой механической физики. Исходя из данных соотношений, можно рассмотреть примеры сложения скоростей. Простейшими объектами для объяснения физических законов являются, к примеру, человек и любой перемещающийся в пространстве объект, с которым он прямо или косвенно взаимодействует.
Пример
Можно представить, что человек совершает прямолинейное движение вдоль коридора пассажирского поезда со скоростью пять километров в час. При этом равномерная скорость состава составляет 100 километров в час. Скорость человека, относительно пространства, которое его окружает, будет равна 105 километрам в час. Следует учитывать одинаковое направление перемещения человека и поезда.
В случае, когда направления движения человека и транспорта противоположны, данный принцип также справедлив. Тогда человек будет двигаться относительно окружающего пространства со скоростью 95 километров в час.
При рассмотрении объектов, скорости которых равны, можно сделать вывод, что относительно друг друга они неподвижны. Во время вращения скорость рассматриваемого тела представляет собой совокупность скоростей перемещения тела относительно движущейся поверхности другого объекта.
Решение задач на сложение скоростей выполняется в несколько этапов:
- Следует начать с выбора тела отсчета, которое связано с неподвижной системой координат.
- Далее необходимо определить тело отсчета, которое совершает движение по отношению к первому телу, и связать его с подвижной системой координат.
- Изучение движения тела в двух координатных системах.
- Запись закона сложения скоростей, относительно конкретных условий задачи.
Задача 1
На примере рассмотрено равномерное движение двух поездов друг за другом. Первый поезд перемещается со скоростью 80 км/ч, а второй — 60 км/ч. Требуется рассчитать, какова скорость второго поезда относительно первого.
![]()
Решение
Следует обозначить скорость первого транспортного средства по отношению к земле с помощью \(\vec>.\)
Тогда скорость второго поезда составит \(\vec>.\)
Исходя из закона сложения скоростей:
где \(\vec^>\) является искомой скоростью второго поезда по отношению к первому.
Такой метод сложения скоростей наглядно представлен на рисунке. Схематично скорость второго поезда по отношению к первому направлена противоположно направлению перемещения поездов, и можно наблюдать удаление второго поезда от первого. Проекция скорости \(\vec^>\) на ось ОХ будет записана таким образом:
Ответ: скорость второго поезда относительно первого составит -20 км/ч
Задача 2
Река течет со скоростью \(v = 1,5\) м/с. Требуется определить модуль скорости \(v_\) по отношению к воде. Необходимо учитывать, что в случае движения катера перпендикулярно относительно берега, его скорость составляет \(v_=2\) м/с.
![]()
Решение
Исходя из закона сложения скоростей:
Формула для расчета скорости катера относительно реки:
Векторное сложение скоростей представлено на рисунке. На схеме получаем треугольник скоростей с прямым углом, поэтому:
Ответ: модуль скорости \(v_\) по отношению к воде составляет \(2,5\) м/с.
Задача 3
Скорость движения самолета относительно воздуха составляет 300 км/ч. Объект движется в северном направлении. При возникновении северо-западного ветра, скорость которого 100 км/ч по отношению к земле, самолет должен сохранить исходное направление. Требуется рассчитать угол, под которым летчик удерживает направление самолета для продолжения пути на север, а также скорость самолета относительно земли.
![]()
Решение
Необходимо связать неподвижную систему отсчета с землей, а подвижную — с воздухом. Скорость самолета по отношению к земле можно рассчитать, как сумму скорости самолета относительно воздуха и скорость ветра относительно земли. В таком случае, исходя из закона сложения скоростей:
Рисунок демонстрирует направление этих скоростей. Направление скоростей выполнено таким образом, чтобы проекции скорости самолёта относительно ветра и скорости ветра на оси ОХ равнялись по модулю и были направлены противоположно:
Если рассматривать проекцию на ось ОУ, то уравнение примет такой вид:
В таком случае, искомая скорость самолета составит:
Данное равенство позволит определить угол α:
Подставив числовые характеристики, получим:
Найти \(\sin \alpha\) можно таким образом:
Скорость самолета относительно земли составит:
Ответ: угол, под которым летчик удерживает направление самолета для продолжения пути на север, равен \(76^\) ; скорость самолета относительно земли примерно равна 220 км/ч.
Насколько полезной была для вас статья?
Что такое псо в физике
Относительное движение
Относительное движение — это явление, при котором движение одних тел сравнивается (соотносится) с движением других тел. Пусть мы рассматриваем движение какого-либо тела (Т): Т – тело.
Пусть движение нашего тела сравнивается с другим телом, которое само находится в движении (ПСО), это тело будет называться ПСО – подвижная система отсчета, движение которого рассматривается относительно Земли.
Сама Земля будет для наших тел НСО – неподвижной системой отсчета (Земля).
Тогда можно сформулировать1) закон относительности скоростей: Скорость тела(Т) относительно неподвижной системы отсчёта (НСО), равна геометрической сумме скоростей: скорости тела (Т) относительно подвижной системы отсчёта (ПСО) и скорости самой подвижной системы отсчёта (ПСО) относительно неподвижной системы отсчёта (НСО).
2) и закон относительности перемещений: определение аналогично.
1. Рассмотрим относительность движения, когда одно тело влияет на движение второго:
Например, рассмотрим движение пловца в воде.
А) Пусть пловец плывёт по течению.
Пловец — это тело (Т), чьё движение мы рассматриваем, вода (течение) — это тело, которое само движется относительно берегов — подвижная система отсчёта (ПСО), она сама движется и при этом влияет на движение пловца. Определим скорость пловца относительно берега (Земля — НСО). Пловец имеет скорость относительно воды (его собственная)– относительно берега, а течение –
относительно берега , тогда движение нашего тела (пловца) по течению
![]()
Б) Если пловец будет плыть против течения, то
В) Если пловец будет переплывать реку перпендикулярно течению, то
Н = Δr1= V1 t — это ширина реки и перемещение пловца относительно воды
Г) Если пловец будет переплывать реку перпендикулярно берегу, то![]()
Н = V t — ширина реки и перемещение относительно берега.
Д) Если пловец будет переплывать реку под углом к течению, то
2. Относительность движения, когда тела не влияют друг на друга.
А) Рассмотрим движение, например, двух автомобилей. 1 авто — тело,
2 авто — ПСО. Их скорости — это скорость движения тела (Т), первого авто, относительно Земли (НСО) — V1 и скорость ПСО, второго авто, относительно Земли (НСО) -V2.
Исследуем формулу V1=V1,2 + V2 для движения, когда одно тело догоняет другое
V12= V1 – V2 — скорость 1 тела относительно 2-го V21=V2 – V1 — скорость 2 тела относительно 1-го
S = V12 t – это путь, который пройдет 1 тело, чтобы догнать второе или отстать от второго.
Б) Движение, когда тела движутся в противоположные стороны
V12= V21= V1 +V2, S = V12 t – это путь, который пройдет 1 или 2-е тело, чтобы встретиться со вторым (первым) телом.
В) Если движение происходит по взаимно перпендикулярным дорогам то относительные скорости
Г) Если движение происходит по дорогам пересекающимся под углом альфа, то относительные скорости