Относительность движения. 
Многообразный мир движения

Все механические движения относительны. Относительность механического движения означает, что говорить о движении можно только тогда, когда указано не только тело движущееся, но и тело отсчета.

Из относительности движения вытекает первое, очень важное, требование к порядку действий при рассмотрении любого вопроса о движении:

При решении любой задачи о движении прежде всего должна быть указана та система отсчета, в которой будет рассматриваться движение.

Решение задач:

1. От буксира, идущего против течения реки, оторвалась лодка. В тот момент, когда на буксире заметили лодку, она находилась от него на достаточно большом расстоянии Ѕ?. С буксира спустили катер, который доплыл до лодки и вернулся с ней назад. Сколько времени заняла поездка катера и какое расстояние он проплыл в одну и другую сторону, если скорости катера и буксира относительно воды равны соответственно V? и V?

Решение: В задаче рассматривается равномерное движение тел относительно друг друга, причем каждое тело участвует в сложном движении — оно движется относительно воды и вместе с водой, которая сама течет относительно берега. Изучая движение тел в системах отсчета, движущихся равномерно и прямолинейно относительно неподвижной системы отсчета, все расчеты можно производить так, как если бы переносного движения не было.

Изучая относительное движение двух или нескольких тел, систему отсчета удобно связывать с одним из этих тел, принимая его за тело отсчета, и рассматривать перемещения, скорости и ускорения относительно этого тела. Свяжем систему отсчета с буксиром. В этой системе буксир покоится, лодка удаляется от него со скоростью V?+V?, катер вместе с лодкой приближается к нему со скоростью V? — V?

Допустим, что за время t?, спустя которое катер догонит лодку, буксир удалился от лодки на расстояние Ѕ?, тогда уравнение движения для катера и лодки за это время дает:

Ѕ?+Ѕ?=(V?+V?) t? и.

Ѕ?= V? t?

Если для возвращения на буксир катеру потребовалось время t?, то уравнение его движения имеет вид:

Ѕ?+Ѕ?+(V? — V?) t?.

Исковое время движения будет равно:

t= t? + t?,.

и за это время катер проплывет расстояние.

Ѕ= 2(Ѕ?+ Ѕ?).

Решая уравнения совместно, находим:

t=2Ѕ?/(V? — V?); Ѕ = 2Ѕ? (1+ V?/V?).

• 2. Два поезда идут навстречу друг другу со скоростями 36км/ч и 54км/ч. Пассажир в первом поезде замечает, что второй поезд прошел мимо него за 6 секунд. Какова длина поезда?
• 3. Пассажир поднимается по неподвижному эскалатору метрополитена за 3мин, а по движущемуся вверх эскалатору за 2мин. Сможет ли он подняться по эскалатору, движущемуся с той же скоростью вниз? Если сможет, то за какое время?
• 4. Теплоход длиной 300 м движется прямолинейно по озеру со скоростью V?. Катер, имеющий скорость 90км/ч, проходит расстояние от кормы до носа движущегося теплохода и обратно за 37,5с. Найти скорость теплохода.
• 5. Пролетая над пунктом А, пилот догнал воздушный шар, который сносило ветром по курсу вертолета. Через полчаса пилот повернул обратно и встретил шар в 30 км от пункта А. Чему равна скорость ветра, если мощность двигателя вертолета осталась постоянной?