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:

Выявление условий для развития изобразительного творчества детей в семье и детском саду и уровней изобразительного творчества у детей исследуемой группы
Констатирующий эксперимент был проведен в несколько этапов. Первым этапом было выявление условий для развития изобразительного творчества детей в семье и детском саду. С этой целью нами были разработаны анкеты для родителей и отдельно для воспитателя группы. Анкета для родителей включала вопросы, о ...

Особенности организации учебной деятельности одаренных студентов
Ориентация на талантливых студентов предполагает разработку системы мер для оптимизации организационных условий образовательного процесса, что в свою очередь требует выявления отношений одаренных студентов к различным сторонам организации образовательной деятельности. Одаренные студенты привержены ...

Использование наглядности на уроках как способ организации внимания
Центральный компонент любого урока - организация познавательной деятельности учащихся. Ведущими познавательными процессами являются мышление и воображение. На основе аналитико-синтетической деятельности, посредством этих двух процессов происходит формирование знаний и интеллектуальных умений, иссле ...