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*