Pagina 4 din 12
§ 3. Relativitatea mișcării mecanice
1. Anterior am spus deja că mișcarea mecanică este relativă: corpul se poate odihni într-un cadru de referință și în același timp se poate muta într-un altul; poziția sa (coordonată) este diferită în diferite cadre de referință. Relativ și traiectoria corpului. De exemplu, punctul elicei elicopterului care zboară deasupra Pământului descrie un cerc în sistemul de referință asociat cu elicopterul, și o spirală în cadrul de referință asociat cu Pământul.
Mișcarea corpului, calea traversată de el și viteza acestuia se schimbă și atunci când trec de la un cadru de referință la altul. Astfel, conducătorul auto este fix în raport cu caroseria vehiculului în mișcare de-a lungul autostrăzii, în mișcare, calea și viteza în raport cu șoferul mașinii este zero, dar, de exemplu, în ceea ce privește copacii de-a lungul drumului ei au o anumită valoare.
Pentru a rezolva o serie de probleme practice, poate fi necesar să se calculeze deplasarea sau viteza unui corp într-un anumit cadru de referință, dacă valorile acestor cantități sunt cunoscute într-un alt cadru de referință. De exemplu, pentru a elabora un calendar pentru deplasarea unei nave de motor, este necesar să cunoaștem viteza sa în cadrul de referință asociat cu țărmul. Să presupunem că o navă motor plutitoare de-a lungul unui râu are o viteză constantă proprie v. Apoi, în cadrul de referință legat de țărm, atunci când nava cu motor se deplasează de-a lungul râului, modulul de viteză va fi mai mare decât v. și atunci când se deplasează împotriva curentului - mai puțin decât v.
2. Obținem formule care ne permit să calculam deplasarea și viteza corpului în tranziția de la un cadru de referință la altul.
Lăsați pluta să se miște în aval, iar de-a lungul plutei de la un capăt la altul se duce un bărbat (Figura 17). Vom lua în considerare mișcarea unei persoane în raport cu cadrul de referință asociat cu țărmul (cadrul de referință fix) și cadrul de referință asociat cu plută (cadrul de referință mobil). În sistemul de referință mobil, mișcarea umană este s1. În același timp, deplasarea plutei este s2. Se poate observa din figura 17 că s = s1 + s2. t. e. vectorul de deplasare în raport cu persoana de coastă este suma geometrică a deplasării sale vectorilor de deplasare relativă a plutei și plută relativ la mal.
Pentru modulul de deplasare umană, formula are forma:
3. Să presupunem că acum o persoană se deplasează de-a lungul unei plută în direcția mișcării plutei de-a lungul râului (Figura 18). În acest caz, deplasarea s umane relativ uscat (cadru de referință staționar), este de asemenea egală cu suma deplasării geometrice s1 uman relativ plută (se deplasează cadru de referință) și se deplasează în raport cu pluta coasta s2 (mobil în raport cu un sistem de referință fix):
Pentru modulul de deplasare umană, formula este:
4. Acum lăsați persoana să meargă pe o plută de la punctul A la punctul B (Figura 19). Și în acest caz, deplasările unei persoane față de Pământ sunt egale cu suma s1 și s2. Vectorul de deplasare s. după cum se poate observa din Figura 19, în acest caz, este ipotenuza unui triunghi dreptunghic, cu toate acestea modulul persoană în mișcare poate fi găsit în raport cu malul de teorema lui Pitagora: s =.
deplasarea corpurilor în sistemul de referință fix este egală cu suma deplasării sale în cadrul de referință în mișcare și deplasarea cadrului mobil de referință în raport cu cadrul fix:
Întrebări pentru auto-examinare
1. Dați exemple care justifică necesitatea de a calcula deplasarea și viteza corpului în diferite cadre de referință.
2. Formulați regula pentru adăugarea deplasărilor.
3. Care este modulul corpului care se deplasează în raport cu cadrul fix de referință, dacă: a) direcția de mișcare a corpului și a cadrului de referință mobil coincid; b) corpul și cadrul mobil de referință se deplasează în direcții opuse; c) corpul și rama mobilă de referință se mișcă în unghi drept unul altuia?
4. Formulează regula de adăugare a vitezelor.
1. Ciclista se deplasează de-a lungul unei secțiuni drepte, netede a drumului. Care sunt traiectoriile mișcării în raport cu biciclistul și relativ la cadrul bicicletei stând pe marginea drumului? puncte pe marginea roții; volanul; puncte de la sfârșitul pedalei?
2. Vaporul va avea același timp sau același timp pentru a trece distanța dintre două așezări atunci când se deplasează de-a lungul râului și împotriva acestuia dacă viteza navei de motor în apă stătătoare este constantă?
3. O persoană urmează o plută care se deplasează de-a lungul râului. Lungimea plutei este de 4 m și lățimea ei este de 3 m. În timpul deplasării unei persoane de la un capăt al plutei la altul, pluta face o deplasare de 4 m față de țărm. Care este mișcarea unei persoane în raport cu țărmul când se mișcă în conformitate cu figurile 17-19?
4. Două mașini se deplasează una spre alta la viteze de 20 și 25 m / s. Care este viteza celei de-a doua mașini din cadrul de referință asociat primei mașini? Care este viteza celei de-a doua mașini din același cadru de referință dacă mașinile se mișcă în aceeași direcție?
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: