Относительность механического движения

Относительность
механического движения
17.11.2015
Рассмотрим две системы отсчета k и k'.
Пусть система k' движется относительно k со
скоростью вдоль оси x.
Точка М движется в двух
Y
Y’
системах отсчета:
М
X
X’
Сфотографируем обе
системы в момент времени t:
Z
Z’
Рассмотрим две инерциальные системы отсчета
k и k'. Пусть система k' движется относительно k со
скоростью вдоль оси x.
Y’
Y
Точка М движется в двух
системах отсчета:
Y1’
y1
М
X1’
x1
Z1
Z1’
Z
Z’
X
X’
Сфотографируем обе
системы в момент времени t:
И найдём координаты точки
М относительно k и k'.
Получим уравнения преобразования координат при
переходе из системы К к системе К’
Y’
Y1’
Y
y1
М
x1
Z1
Z1’
В системах
k и k'.
X = X’ + Xk
Y =Y’
Z=Z’
t = t’
X1’
X
X’
Z’
Z Это и есть уравнения
преобразования координат при
переходе из системы К к системе К’

V
Если система K’ движется относительно системы K со
скоростью , то уравнения преобразования
координат при переходе из системы К к системе К’
Y’ будут иметь вид
Y
Y1’
y1
М
x1
Z1
Z1’
В сист емах
k и k'.
X = X’ + Vkt
Y =Y’
Z=Z’
X1’ t = t’
X
X’
Z’
Z Это и есть уравнения
преобразования координат при
переходе из системы К к системе К’
Пусть теперь система К’
движется относительно системы К
со скоростью V, а точка М движется
относительно системы К’ со
скоростью V’
Тогда преобразования для
скоростей будут иметь вид:
  '
Vk = Vk' + VM
Относительность
механического движения
Пусть
 Vваг отн. Земли = 20 м/с
а vкот. отн. вагона = -2 м/с,

тогда Vкот отн. Земли = 18 м/с vкот. отн. вагона

vкот. отн. вагона

vваг. отн. З

vкот. отн. З

vваг. отн. З
Вывод:
Скорость тела зависит от выбора
системы отсчёта и относительно
различных тел может быть различной
как по величине, так и по направлению.
Относительность траектории
• Пример с траекторией колеса велосипеда
Вывод: Поскольку путь – это длина траектории, а
траектория зависит от выбора системы отсчёта,
то и путь - также относительная величина.
Итоговый вывод:
Относительность механического движения
проявляется в том, что траектория, путь,
скорость, координата тела относительны, то
есть они могут быть различны относительно
различных систем отсчёта.
Сами по себе движение и покой как противоположность движению относительны: Тело,
покоящееся в одной системе отсчёта, в другой может двигаться.
А.С. Пушкин:
Движенья нет! - сказал мудрец брадатый.
Другой смолчал и стал пред ним ходить.
Сильнее бы не мог он возразить;
Хвалили все ответ замысловатый.
Но, господа, забавный случай сей
Другой пример на память мне приводит:
Ведь каждый день пред нами Солнце всходит,
Однако ж прав упрямый Галилей!
Для развития умения описывать
явления в разных системах отсчета
рассмотрим несколько примеров.
Какова траектория падения мяча с мачты
плывущего парохода:
1) относительно пассажира, стоящего на
палубе парохода
2) и относительно рыбака на берегу?
(прямая, парабола).
Для развития умения описывать
явления в разных системах отсчета
рассмотрим несколько примеров.
Жонглер цирка, едущий на лошади, бросает
и ловит мяч. Какова траектория полета мяча:
1) относительно зрителей парабола
2) и относительно лошади? прямая
3) Одинаковы ли перемещения мяча и
пройденные им пути в системах отсчета
«арена» и «лошадь»?
(относительно арены перемещение и путь
больше, чем относительно лошади).
Для развития умения описывать
явления в разных системах отсчета
рассмотрим несколько примеров.
Может ли пешеход двигаться со скоростью
60 км/час?
(Да, например, относительно едущего
автомобиля или если он сам идёт внутри
движущегося вагона).
Клавдий Птолемей (II век нэ)
• Портрет Птолемея
Геоцентрическая
система: Все звёзды и
солнце движутся по
небосводу, вращаясь
вокруг Земли.
Птолемей обобщил имеющиеся сведения
о движении звёзд и планет, составил таблицы,
предсказывающие положение небесных тел,
наступление затмений и т.д.
Примеры, отражающие
геоцентрические взгляды:
(подобрать примеры из стихов, песен)
«Сквозь волнистые туманы
Пробирается луна
На печальные поляны
Льёт печальный свет она»
Николай Коперник
Гелиоцентрическая система:
Все планеты солнечной
системы и Земля в том
числе движутся вокруг
Солнца.
Суточное вращение Земли
относитеьно Солнца
• Сканировать рисунок из учебника стр. 37
Споры о геоцентрической и гелиоцентрической
системе
М. В. Ломоносов:
Случились вместе два астронома в пиру
И спорили весьма между собой в жару.
Один твердил: «Земля, вертясь, круг Солнца ходит.»
Другой, что Солнце все с собой планеты водит.
Один Коперник был, другой слыл Птолемей.
Тут повар спор решил усмешкою своей.
Хозяин спрашивал: «Ты звезд теченье знаешь?
Скажи, как ты о сём сомненье рассуждаешь?»
Он дал такой ответ: «Что в том Коперник прав,
Я правду докажу, на Солнце не бывав.
Кто видел простака из поваров такого,
Который бы вращал очаг кругом жаркого?»
Значение знаний
об относительности движения
Домашнее задание
• Пёрышкин А. В. Физика – 9, § 9
• Упражнение 9: № 4,5*