Упражнение 9 ГДЗ Перышкин 9 класс (Физика)
- Вода в реке движется со скоростью $$2\ \text{м/с}$$ относительно берега. По реке плывёт плот. Какова скорость плота относительно берега; относительно воды в реке?
- В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчёта. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчёта, связанной со зданием вокзала, и в системе отсчёта, связанной с растущим у дороги деревом. Не противоречит ли это утверждению о том, что скорость относительна? Ответ поясните.
- При каком условии скорость движущегося тела будет одинакова относительно двух систем отсчёта?
- Благодаря суточному вращению Земли человек, сидящий на стуле в своём доме в Москве, движется относительно земной оси со скоростью примерно $$900\ \text{км/ч}$$. Сравните эту скорость с начальной скоростью пули относительно пистолета, которая равна $$250\ \text{м/с}$$.
- Торпедный катер идёт вдоль шестидесятой параллели южной широты со скоростью $$90\ \text{км/ч}$$ по отношению к суше. Скорость суточного вращения Земли на этой широте равна $$223\ \text{м/с}$$. Чему равна (в СИ) и куда направлена скорость катера относительно земной оси, если он движется на восток; на запад?
1. Плот движется только вместе с водой, поэтому относительно воды он неподвижен:
$$v_{\text{отн. воды}}=0$$
Относительно берега плот движется со скоростью течения реки:
$$v_{\text{отн. берега}}=2\ \text{м/с}$$
2. Не противоречит. Если две системы отсчёта неподвижны друг относительно друга, то скорость тела в них будет одинаковой. Здание вокзала и дерево у дороги покоятся относительно друг друга, поэтому поезд имеет одинаковую скорость в этих системах отсчёта.
3. Скорость тела будет одинаковой относительно двух систем отсчёта, если эти системы отсчёта неподвижны друг относительно друга.
4. Сравним скорости в одинаковых единицах:
$$900\ \text{км/ч}=900\cdot\frac{1000}{3600}\ \text{м/с}=250\ \text{м/с}$$
Следовательно, скорость человека относительно земной оси и начальная скорость пули равны:
$$250\ \text{м/с}=250\ \text{м/с}$$
5. Переведём скорость катера в СИ:
$$v_{\text{к}}=90\ \text{км/ч}=90\cdot\frac{1000}{3600}\ \text{м/с}=25\ \text{м/с}$$
Скорость вращения Земли на этой широте:
$$v_{\text{з}}=223\ \text{м/с}$$
Так как Земля вращается с запада на восток, то при движении катера на восток скорости складываются, а при движении на запад — вычитаются:
$$v_{\text{восток}}=v_{\text{к}}+v_{\text{з}}=25+223=248\ \text{м/с}$$
$$v_{\text{запад}}=v_{\text{з}}-v_{\text{к}}=223-25=198\ \text{м/с}$$
В обоих случаях скорость относительно земной оси направлена на восток.
Ответ: 1) $$0$$ и $$2\ \text{м/с}$$; 2) не противоречит; 3) если системы отсчёта неподвижны друг относительно друга; 4) скорости равны, $$250\ \text{м/с}$$; 5) $$v_{\text{восток}}=248\ \text{м/с}$$, $$v_{\text{запад}}=198\ \text{м/с}$$, направление — на восток.
