ЛЕКЦИИ ПО ФИЗИКЕ
Кинематика

© Лопатин Павел Борисович
Настоящий курс лекций построен на основе лекций, которые читал Б.А. Слободсков.

§ 45. Относительность механического движения

   Ещё Галилей отчётливо понимал относительность механического движения, заключающегося в том, что бессмысленно говорить о движении тела, не указав систему координат, в которой рассматривается это движение. Дело в том, что скорость, траектория, пройденный путь, перемещение одного и того же тела различны в разных системах координат.

   Например, если движется по земле колесо, то в системе координат  , связанной с осью колеса, все точки колеса описывают окружности.

   В системе координат  , связанной с землёй, точка  A обода колеса описывает другую траекторию, называемую циклоидой.

   Точка проходит разные пути. В первой системе координат она за период проходит путь, равный длине окружности. А во второй системе координат за то же самое время точка  А проходит больший путь, равный длине циклоиды.

   При взлёте вертолёта точки пропеллера относительно системы координат, связанной с вертолётом, описывают окружности, а относительно земли - винтовые линии.

   Итак, понятие пути и траектории является относительным.

   Покажем относительность понятия скорости.

   Если, например, два мотоциклиста на гонках поравнялись и относительно земли движутся с одинаковой скоростью, то они перестали обгонять друг друга и относительно друг друга находятся в покое.

   Вообразим ещё следующий мысленный эксперимент.
   В кабине тихоходного самолёта находится наблюдатель.

   Если он выпустит из рук некоторый груз, то при отсутствии сопротивления воздуха по отношению к наблюдателю в самолёте груз будет падать по вертикали. Для наблюдателя на земле (наблюдатель А) тело падает по параболе.
   Относительно наблюдателя в самолёте груз пройдёт путь, равный высоте падения  , и будет иметь скорость, направленную вертикально вниз  . Относительно наблюдателя А, находящегося на земле, тело пройдёт путь, равный длине параболы, и будет иметь большую по модулю скорость  , направленную под углом к горизонту.
   Оба наблюдателя правы потому, что рассматривать движение тела без выбора системы координат бессмысленно.

   Итак, когда мы говорим, что механическое движение относительное, то это означает, что движение одного и того же тела выглядит различно в различных системах координат. 

< Предыдущий параграф <     Оглавление     > Следующий параграф >