Трудная тема
ФГОС задаёт определённые требования к образованию. Программой по физике в разделе «Механика» предусмотрено усвоение термина «относительность движения», позволяющее упрощённо решать целый ряд базовых задач. В 10 классе его отрабатывают буквально на втором - третьем уроках и опыт показывает, что эта тема не всеми обучающимися понимается с одинаковой глубиной.
Сложение скоростей
Сложение скоростей легче понять, если вспомнить правило нахождения скорости сближения и удаления из начальной школы:
- для встречного движения;
- для случая движения в одном направлении, когда тела:
а) сближаются;
б) удаляются.
Закон сложения скоростей записывается с помощью формулы
v``= v + v`, где v - скорость 2-го тела относительно подвижной СО, т.е. 1-го, v` - скорость самой СО, v`` - скорость 2-го, относительно неподвижной СО (земли), СО - система отсчёта.
В приведённых примерах мы берём координаты векторов или, что то же самое, их проекции на ось движения. Только с понятием «координата» дети к 10 классу уже хорошо знакомы, а вот понятие «проекция» для них ещё новое и непонятное.
Примеры решения задач
- Если два человека идут друг к другу навстречу, со скоростями 3 км в ч и 2 км в ч, то они приближаются за час на v``- v` = v или 2 - ( - 3) = 5 км, то есть их относительная скорость 5 км в ч.
Это всё равно что если бы первый человек стоял, а второй двигался к нему со скоростью 5 км в ч. В этом случае систему отсчёта связана с первым человеком.
Почему иногда числовое значение координаты скорости отрицательно? Это зависит от того сонаправлено или противоположно направлено движений тела с положительным направлением координатной прямой. - Если два человека двигаются в одном направлении, 1-ый идёт со скоростью 2 км в ч, 2-ой – со скоростью 3 км в ч, то они приближаются за час на v``- v` = v или 3 – 2 = 1 км (2-ого относительно 1-ого).
Это всё равно что если бы первый пешеход стоял, а второй шёл в его сторону, проходя 1 км за 1 ч. - Если два человека идут одним маршрутом, первый со скоростью 3 км в ч, второй - 2 км в ч, то они удаляются за час на v``- v` = v или 2 – 3 = - 1 км, то есть на (- 1) км в ч.
Это всё равно что, если бы 1-ый человек стоял, а 2-ой удалялся от него за час на 1 км.
За неподвижную систему отсчёта (СО) принято брать землю и тела, размещённые неподвижно на её поверхности. Мы рассмотрели, как найти скорость 2-го пешехода относительно 1-го, когда 1-го пешехода связали с землёй, то есть с неподвижной СО.
Ещё пример
Поезд идёт со скоростью v` = 55 км в ч, пассажир, который перемещается в сторону головы поезда, двигается со скоростью v``= 60 км в ч относительно земли. С какой скоростью идёт пассажир относительно поезда?
v``= v + v`, скорость человека относительно подвижной СО (поезда) v = v``- v` = 60 - 55 = 5 (км/ч).
Если движение идёт не вдоль прямой, то рассматривают уравнения для всех проекций на координатные оси, как на плоскости, так и в пространстве или решают геометрическими методами, учитывая, что в пространстве и на плоскости векторы складываются по правилу параллелограмма (или треугольника).
Поделиться
Комментарии