Articol despre fizică pe tema relativității mișcării, descărcare gratuită, rețea socială de lucrători

Relativitatea mișcării. Legea adunării vitezelor.

Fiecare mișcare este relativă. Aceasta înseamnă că același corp se mișcă și se odihnește în același timp. Se mișcă în raport cu unele corpuri și se află în același timp în repaus față de ceilalți. Toți, pământeni, putem să ne odihnim în relație cu biroul nostru și, în același timp, să ne mișcăm mereu cu respect față de Soare.







În problemele legate de relativitatea mișcării, trebuie adesea folosit regula de adăugare a vitezelor. Regula de adăugare a vitezelor:

viteza corpului față de cadrul fix al uretei de referință υ este egală cu suma vitezei corpului relativ la cadrul de referință în mișcare u1 și viteza υ0 a celui mai mobil sistem în raport cu sistemul fix,

υ este viteza corpului față de NSO
viteza corpului în raport cu JI

viteza PSO în raport cu NSO

Această regulă se aplică numai vitezelor clasice, adică viteze mult mai mici decât viteza luminii într-un vid (adică, viteze de ordinul a 10 6 m / s și mai puțin).

1) Dacă cadrul de referință și corpul din acesta se mișcă într-o singură direcție.

De exemplu, în cazul în care trenul se mișcă cu o viteză de 16 m / s în raport cu stația, iar pasagerul a trenului se execută la o viteză de 2 m / s față de rafturile de transport, viteza pasagerului în raport cu stația este de 18 m / s.

2) Dacă cadrul de referință și corpul din el se mișcă în direcții opuse.

De exemplu, dacă în exemplul anterior pasagerul merge spre tren, viteza cu care va fi scos din stație va fi de 14 m / s.

3) Dacă într-un cadru în mișcare se deplasează la o viteză relativă la un sistem staționar, corpul se va deplasa cu o viteză relativă la sistemul de mișcare, la un unghi față de direcția mișcării sale. apoi pentru a determina modulul vitezei unui corp în raport cu un sistem nemișcat, este necesar să se aplice teorema pitagora sau teorema cosinusului - în funcție de magnitudinea unghiului α (fig.10a și b).

De exemplu, în cazul în care viteza de curgere v = 0 până la 1 m / s, și traversează o barcă râu la o viteză v 1 = 2 m / s, perpendicular în raport cu apa mal (Fig. 10), viteza de barca relativ la coasta va fi, în conformitate cu Pitagora teorema este

În cazul în care condiția se spune că barca traversează râul calea cea mai scurtă. prin urmare, viteza sa în raport cu υ mal este îndreptată perpendicular pe țărm, iar viteza barca prin υ1 apei îndreptate la un unghi obtuz la v0 viteza de curgere vector (Fig. 11). În acest caz, viteza de barca în raport cu mal poate fi determinată de teorema lui Pitagora:

iar timpul t peste care barca traversează un râu cu lățimea H, care se deplasează la această viteză, poate fi găsit ca raportul dintre această lățime și viteza bărcii față de țărm:

Dacă se spune despre timpul minim. Pentru care barca va traversa râul, acum perpendicular pe țărm, este necesar să direcționați vectorul de viteză al barcii în raport cu apa, în unghiuri drepte cu curentul, ca în Fig. 12. În acest caz, timpul minim t va fi egal cu raportul dintre lățimea râului și viteza vaporului față de curent:

Astfel, dacă trebuie să înotați râul cât mai repede posibil, atunci trebuie să răsfrângeți perpendicular pe curent.

4) Dacă două corpuri se apropie sau sunt separate unele de altele. și anume se deplasează în direcții opuse cu vitezele v 1 și v 2 față de obiectele fixe, atunci viteza lor v relativ una față de cealaltă va fi în valoare absolută egală cu suma vitezelor lor față de obiectele fixe:

5) Dacă două corpuri se deplasează reciproc, adică se deplasează în aceeași direcție cu vitezele v 1 și v 2 față de obiectele fixe, atunci viteza lor v relativ una față de cealaltă în modulul va fi egală cu diferența vitezelor lor față de obiectele fixe:

De exemplu, dacă două trenuri se deplasează de-a lungul șinelor paralele pentru a se întâlni la viteze de 36 km / h și 74 km / h față de stație, atunci viteza abordării lor reciproce, viteza primului tren față de cel de-al doilea în modul este egală cu viteza celui de-al doilea în raport cu prima și este egală cu:

36 km / h + 74 km / h = 110 km / h.

Și dacă se deplasează de-a lungul șinelor paralele într-o direcție, adică de exemplu, dacă cel de-al doilea tren, a cărui viteză este egală cu 72 km / h, depășește prima treaptă a cărei viteză este de 36 km / h, atunci viteza primului tren față de cea de-a doua este egală cu viteza secundă minus viteza primului:

72 km / h - 36 km / h = 36 km / h,

iar viteza celui de-al doilea tren față de prima este egală cu viteza

primul tren minus viteza celui de-al doilea:

36 km / h - 72 km / h = -36 km / h.

6) În cazul în care cele două corpuri se deplasează cu viteze v 1 și v 2 în raport cu obiectul fix și vectorii acestor viteze sunt direcționate la un unghi α unul de altul, pentru a găsi viteza a doua a corpului în raport cu primul, este necesar să se găsească diferența vectorul υ2- υ1 (Fig. 13, a), și pentru a determina viteza corpului în raport cu a doua, este necesar să se găsească diferența vectorul υ1- υ2 (Fig. 13b).

Pentru a găsi modulul de viteză relativă, putem aplica teorema cosinus:

Dacă α = 90 0. atunci este convenabil să se aplice teorema lui Pitagora:

Dacă se spune că două trenuri L 1 și L 2 se deplasează fiecare unul spre celălalt cu viteze v 1 și v 2 în raport cu obiectele staționare (arbori, case), atunci t. în care se vor trece reciproc, veți găsi prin împărțirea sumei lungimilor lor cu viteza lor relativ una față de cealaltă, care, atunci când traficul traficului care se apropie este opus, este egal cu suma vitezelor lor:

Și dacă aceste trenuri se deplasează reciproc, se deplasează într-o direcție, atunci timpul de depășire este egal cu:

Relativitatea este mișcarea. Adăugarea vitezelor

1. La vremea fără vânt, picăturile de ploaie sunt lăsate pe fereastra unei piste care se deplasează la o viteză de 10 m / s a ​​magistralei, orientată la un unghi de 60 ° față de verticală. Determinați viteza picăturilor în raport cu Pământul. Răspuns: 5.8

2. Ciclistul și motociclistul lasă în același timp pe autostradă și se mișcă într-o direcție. Viteza primelor 12 m / s, a doua - 54 km / h. Distanța dintre acestea în 5 minute va fi egală ... Răspuns: 900







3. Barca traversează râul cu o lățime de 40 m. Viteza râului este de 3 m / s. Viteza vasului față de apă este de 5 m / s. Pentru cât timp barca va traversa râul pe cea mai scurtă cale (în s)? Răspuns: 10

4. O barcă traversează râul, menținând un curs perpendicular pe curentul râului. Viteza vaporului față de apă este de 1,4 m / s, viteza curentului este de 0,7 m / s, lățimea râului este de 308 m. După ce timp ajunge barca pe celălalt mal? Cât de departe de-a lungul coastei va purta curentul? Răspuns: 220 s, 154 m.

5. La o viteză orizontală a vântului de 20 m / s, viteza de cadere a ploii față de sol este de 40 m / s. Care va fi viteza picăturilor la o viteză a vântului de 5 m / s? Răspuns: 35

6. Înotătorul se învârte împotriva curentului râului. Determinați viteza mișcării înotătorului în raport cu țărmul dacă viteza înotătorului față de apă este de 1,5 m / s, iar viteza râului este de 0,5 m / s ... Răspuns: 1

7. Două trenuri se întâlnesc la viteze de 54 km / h și 36 km / h. Lungimea celui de-al doilea tren este de 250m. Pasagerul și primul tren vor vedea un tren trecător care trece prin el în timpul ... Răspuns: 10

8. Dintre cele două puncte, distanța dintre care este de 100 m, două corpuri au început să se deplaseze reciproc în același timp. Viteza unuia dintre ele este de 20 m / s. Care este viteza celui de-al doilea corp (în m / s) dacă s-au întâlnit prin 4c? Răspuns: 5.

9. Scara rulantă ridică persoana în picioare în 2 minute. Un bărbat se urcă într-o scară rulantă staționară în 6 minute. Cât durează să urci o persoană pe o scară rulantă în mișcare? Răspuns: 90

10. La o viteză a vântului de 10 m / s, picăturile de ploaie scad la un unghi de 30 ° față de verticală. La un unghi de 45 ° picăturile vor cădea la o viteză a vântului ... Răspuns: 17

11. Două trenuri se întâlnesc de-a lungul a două piste paralele la o viteză de 36 și 54 km / h. Lungimea trenurilor este de 125 și 150 m. Timpul în care trenurile trec reciproc este egal ... Răspuns: 11 sec

12. Viteza barcii cu motor de-a lungul râului este de 18 km / h, iar curentul este de 4 m / s. Viteza curentului râului este ... Răspuns: 0,5

13. Barca trece de la distanța dintre două pârtii de pe râu de-a lungul fluviului de 600 de centimetri, iar împotriva curentului - de 900 de secunde. La ce oră are nevoie barca pentru a depăși această distanță în lac ... Răspuns: 720

14. Un convoi auto cu o lungime de 600 m se mișcă la o viteză de 10 m / s. Motociclistul a părăsit capătul coloanei în direcția începutului cu o viteză de 20 m / s. După ce ajunseră la cap, călărețul se întoarse spre capătul convoiului. Cât va mai reveni? Răspuns: 80

  1. Două cărucioare se rostogolează unul cu celălalt la viteze de 0,5 m / s și 0,4 m / s. După ce oră se vor ciocni troleibuzele, dacă distanța inițială dintre ele este de 135 m?
  1. Mașina, care se deplasează cu o viteză de 45 km / h, în decurs de 10 secunde, a pornit în același mod în care o magistrală care se deplasează în aceeași direcție cu o viteză constantă a trecut în 25 de secunde. Găsiți amploarea vitezei lor relative.
  1. Cât timp pasagerul care stă la fereastra unui tren care călătorește cu o viteză de 54 km / h, văd un tren care trec pe lângă el, a cărui viteză este de 36 km / h, iar lungimea este de 150 m?
  1. Pescarul, care plutea de-a lungul râului cu o viteză constantă în raport cu apa, plutea sub podul, a pierdut tija de pescuit. O jumătate de oră mai târziu a observat pierderea și sa întors. La o distanță de 4 km de pod, sa întâlnit cu tije de pescuit. Determinați viteza râului.
  1. Barca motorului trece distanța dintre cele două stâlpi față de curent timp de 1 oră. În același timp, această distanță trece de-a lungul plutei actuale. Pentru cat timp va trece aceasta distanta?
  1. Avionul zboară cu punctul A la punctul B și înapoi cu o viteză de 600 km / h față de aer. Cât timp a petrecut avionul pe întreaga zbor, dacă un vânt de direcție continuă de-a lungul liniei de zbor cu o viteză de 20 m / s? Distanța dintre puncte este de 900 km.
  1. De câte ori este timpul de călătorie la aceeași distanță pe barcă, înainte și înapoi, peste râu, mai mult decât pe lac? Viteza râului este de 3 km / h, viteza bărcii în raport cu apa în ambele cazuri este de 10 km / h.
  1. Viteza barcii în ceea ce privește apa este de două ori mai mare decât râul. De câte ori mai mult timp călătoria între două puncte ia împotriva curentului în aval?
  1. În vremea fără vânt, picăturile de ploaie lasă urme pe geamul unui tren care se deplasează uniform, orientat la un unghi de 60 ° față de verticală. Determinați viteza picăturilor în raport cu Pământul dacă trenul se deplasează cu o viteză de 36 km / h?
  1. Cu o viteză orizontală a vântului de 10 m / s, picăturile de ploaie intră sub un unghi de 30 ° față de verticală. La ce viteză a vântului orizontal vor cădea picăturile la un unghi de 60 ° față de verticală?
  1. Ce viteză ar trebui ca motorul să spună navei astfel încât, la o viteză a râului de 1,2 m / s, barca să se deplaseze perpendicular pe țărm la o viteză de 3,2 m / s? La ce unghi ar trebui direcționată această viteză către țărm?
  1. Barca se deplasează perpendicular pe malul râului. Viteza sa față de apă este de 2 m / s. Determinați momentul în care barca se deplasează spre celălalt mal, dacă lățimea râului este de 80 m, iar viteza curentului este de 1 m / s.
  1. Barca, care se deplasează pe un râu de 600 m lățime, se deplasează perpendicular pe curentul râului cu o viteză de 4 m / s în sistemul de referință asociat cu apă. Câți metri va fi demolat curentul dacă viteza actuală este de 1,5 m / s?
  1. Căpitanul informează barca cu o viteză de 2 m / s față de apă. La ce unghi la curentul râului ar trebui să conducă o barcă pentru a naviga exact peste râu, dacă viteza curentului său este de 1 m / s?
  1. Scări rulante de metrou coboară o persoană aflată în picioare încă 90 de secunde. Pe o scară rulantă staționară o persoană coboară în 2 minute. Cât durează să ajungă o persoană pe scările rulante? Viteza de mișcare a unei persoane și o scară rulantă în toate cazurile este neschimbată.
  1. Scara rulantă a metroului, în mișcare uniformă, ridică o persoană care se află nemișcată pe ea timp de un minut. Pe o scară rulantă staționară, pasagerul, în mișcare uniformă, se ridică în trei minute. Câte secunde va ajunge pasagerul pe scări rulante?
  1. O coloană de vehicule cu o lungime de 2 km se deplasează la o viteză de 36 km / h. De la începutul coloanei se iese un motociclist, care, ajungând la capăt, se întoarce. Viteza motociclistului este constantă și este de 54 km / h. Cât timp va fi pe drum și în ce mod va trece motociclistul înainte ca el să depășească din nou începutul coloanei?
  1. Doi bicicliști călătoresc pe drumuri reciproc perpendiculare, la viteze de 10,8 km / h și respectiv 14,4 km / h. Care este viteza lor relativă?
  1. Două drumuri drepte se intersectează la un unghi de 60 grade. Din intersecția într-o direcție, două autovehicule sunt scoase pe ele: una la o viteză de 60 km / h, cealaltă la o viteză de 80 km / h. Determinați cantitatea de viteză cu care o mașină se îndepărtează de cealaltă. Crossroads of the car a trecut simultan.
  1. O mers pe jos pietonală la o viteză de 3,6 km / h depășește un ciclist care se mișcă în aceeași direcție la o viteză de 6 m / s. Găsiți proiecția pe axa X a vitezei pietonilor față de biciclist. (Viteza unui pieton și a unui ciclist față de sol este considerată pozitivă.)
  1. Un tren de marfă cu lungimea L 1 = 560 m cu viteza v 1 = 68,4 km / h și un tren electric cu lungimea L 2 = 440 m cu viteza v 2 = 104,4 km / h merge pe două piste paralele într-o direcție. Cât timp va trece trenul electric trenul de marfă?
  1. Inotatorul înoată râul într-o linie dreaptă, perpendiculară pe țărm. Determinați viteza râului dacă viteza înotătorului față de apă este de 2 ori viteza de curgere. Viteza înotătorului față de țărm este de 0,87 m / s.
  1. Avionul zboară de la punctul A la punctul B, situat la o distanță de 300 km spre est. Determinați timpul de zbor (în minute), dacă vântul suflă dinspre sud spre nord. Viteza vântului u = 25 m / s, viteza aeronavei față de aer v 2 = 600 km / h (rețineți că aeronava în vremea vântului poate schimba cursul pentru a ajunge de la punctul A la punctul B de-a lungul celei mai scurte căi).
  1. Două autobuze au părăsit intersecția în același timp: prima cu viteza v 1 = 40 km / h, cea de-a doua cu viteza v 2 = 60 km / h, într-o direcție perpendiculară pe prima. La ce viteză relativă (în km / h) se îndepărtează unul de celălalt?
  1. Un om se execută de-a lungul unei scări rulante în mișcare. Prima dată când a numărat 60 de pași, a doua oară, se deplasează cu o viteză de 50% mai mult, el număra 70 de pași. Câți pași ar conta pe o scară rulantă staționară?






Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: