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 по теме:

Способы эффективного взаимодействия учителей и учащихся в образовательной среде школы
В каждой школе работает много учителей, которые, даже принимая общую концептуальную установку на максимальное развитие личности ребенка обучающегося по развивающей системе обучения, реализуют ее по-своему, более или менее адекватно ее содержанию. Так, для смягчения жесткой установки школы учитель о ...

Проблема разработки МПС в психолого–педагогической литературе
Истоки идеи МПС можно найти в трудах Яна Амоса Каменского, который считал изолированное изучение взаимосвязанных явлений главной причиной непрочных знаний учащихся. В « Великой дидактике» он писал: «Всё, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи.» И. Песталоцци, И. Герб ...

Предпосылки развития письменной речи в онтогенезе
Письмо – результат длительной эволюции попыток человека выразить свою мысль не сиюминутно, а продлить ее во времени. В самом начале этого пути человек рисовал то, что хотел сообщить. Затем появились более условные способы: картинка-схема, узелковое письмо, клинопись, иероглифы и, наконец, буквы. Че ...