Что означает выражение скорость относительна
Тест Относительность движения для 9 класса
Тест Относительность движения для 9 класса с ответами. Тест состоит из 10 заданий.
1. Человек идет по поезду против его движения со скоростью 1 м/с. Поезд едет со скоростью 20 м/с. Какова скорость человека относительно станции?
1) 21 м/с
2) 19 м/с
3) 20 м/с
2. Человек идет по поезду против его движения со скоростью 1 м/с. Поезд едет со скоростью 20 м/с. Какова скорость человека относительно станции?
1) 20 м/с
2) 21 м/с
3) 19 м/с
3. Поезд едет со скоростью 20 м/с. Человек идет в поезде в направлении движения поезда со скоростью 1 м/с. Какова скорость человека относительно поезда?
1) 20 м/с
2) 1 м/с
3) 21 м/с
4. Что означает выражение «скорость относительна»?
1) скорость одного и того же тела в разных системах отсчета может быть различной как по числовому значению, так и по направлению
2) скорость одного и того же тела в разных системах отсчета может быть различной по числовому значению
3) скорость одного и того же тела в разных системах отсчета может быть различной по направлению
5. Как движется точка на лопасти вертолета относительно его пилота?
1) по спирали
2) по окружности
3) по эллипсу
6. Как движется точка на лопасти вертолета относительно наблюдателя на земле?
1) по спирали
2) по окружности
3) по эллипсу
7. Что означает выражение: «траектория относительна»?
1) траектория одного и того же тела может быть различной в различных системах отсчета
2) траектория одного и того же тела не может быть различной в различных системах отсчета
3) траектория одного и того же тела всегда различная в различных системах отсчета
8. Что означает выражение: «путь относителен»?
1) путь равен сумме длин участков траекторий, пройденных телом за выбранный промежуток времени
2) путь невозможно определить
3) путь нельзя изучать с точки зрения движущегося объекта
9. В чем проявляется относительность движения?
1) скорость, траектория, путь относительны, они могут быть различны в разных системах отсчета
2) скорость, путь относительны, они могут быть различны в разных системах отсчета
3) траектория, путь относительны, они могут быть различны в разных системах отсчета
10. Как называется система мира, в которой вокруг Земли двигаются планеты и Солнце?
1) Геоцентрическая
2) Гелиоцентрическая
3) Антропоцентрическая
Ответы на тест Относительность движения для 9 класса
1-2
2-2
3-2
4-1
5-2
6-1
7-1
8-1
9-1
10-1
Вопросы.
1. Что означают следующие утверждения: скорость относительна, траектория движения относительна, путь относителен?
Это означает, что эти величины (скорость, траектория и путь) для движения различаются в зависимости от того, из какой системы отсчета ведется наблюдение.
2. Покажите на примерах, что скорость, траектория движения и пройденный путь являются относительными величинами.
Например, человек стоит неподвижно на поверхности Земли (нет ни скорости, ни траектории, ни пути), однако в это время Земля вращается вокруг своей оси, и следовательно человек, относительно, например центра Земли, движется по определенной траектории (по окружности), перемещается и имеет определенную скорость.
3. Сформулируйте коротко, в чем заключается относительность движения.
Движение тела (скорость, путь, траектория) различны в разных системах отсчета.
4. В чем основное отличие гелиоцентрической системы от геоцентрической?
В гелиоцентрической системе тело отсчета- Солнце, а в геоцентрической- Земля.
5. Объясните смену дня и ночи на Земле в гелиоцентрической системе (см. рис. 18).
В гелиоцентрической системе смена дня и ночи объясняется вращением Земли.
1. Вода в реке движется со скоростью 2 м/с относительно берега. По реке плывёт плот. Какова скорость плота относительно берега? относительно воды в реке?
2. В некоторых случаях скорость тела может быть одинаковой в разных системах отсчёта. Например, поезд движется с одной и той же скоростью в системе отсчета, 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.
3. При каком условии скорость движущегося тела будет одинакова относительно двух систем отсчета?
Если эти системы отсчета неподвижны относительно друг друга.
4. Благодаря суточному вращению Земли человек, сидящий на стуле в своём доме в Москве, движется относительно земной оси со скоростью примерно 900 км/ч. Сравните эту скорость с начальной скоростью пули относительно пистолета, которая равна 250 м/с.
5. Торпедный катер идет вдоль шестидесятой параллели южной широты со скоростью 90 км/ч по отношению к суше. Скорость суточного вращения Земли на этой широте равна 223 м/с. Чему равна в (СИ) и куда направлена скорость катера относительно земной оси, если она движется на восток? на запад?
Относительная скорость
В физике, при рассмотрении нескольких систем отсчёта (СО) возникает понятие сложного движения — когда материальная точка движется относительно какой-либо системы отсчёта, а та, в свою очередь, движется относительно другой системы отсчёта. При этом возникает вопрос о связи движений точки в этих двух СО.
Обычно выбирают одну из СО за базовую («абсолютную»), другую называют «подвижной» и вводят следующие термины:
Также вводятся понятия соответствующих скоростей и ускорений. Например, переносная скорость — это скорость точки, обусловленная движением подвижной системы отсчёта относительно абсолютной. Другими словами, это скорость точки подвижной системы отсчёта, в данный момент времени совпадающей с материальной точкой.
Оказывается, что при получении связи ускорений в разных системах отсчёта возникает необходимость ввести ещё одно ускорение, обусловленное вращением подвижной системы отсчёта:
В дальнейшем рассмотрении, базовая СО предполагается инерциальной, а на подвижную никаких ограничений не накладывается.
Содержание
Классическая механика
Кинематика сложного движения точки
Скорость
Основные задачи кинематики сложного движения заключаются в установлении зависимостей между кинематическими характеристиками абсолютного и относительного движений точки (или тела) и характеристиками движения подвижной системы отсчета, то есть переносного движения. Для точки эти зависимости являются следующими: абсолютная скорость точки равна геометрической сумме относительной и переносной скоростей, то есть
.
Ускорение
Связь ускорений можно найти путём дифференцирования связи для скоростей, не забывая, что координатные векторы подвижной системы координат также могут зависеть от времени.
Абсолютное ускорение точки равно геометрической сумме трёх ускорений — относительного, переносного и кориолисова, то есть
.
Кинематика сложного движения тела
Для твёрдого тела, когда все составные (то есть относительные и переносные) движения являются поступательными, абсолютное движение также является поступательным со скоростью, равной геометрической сумме скоростей составных движений. Если составные движения тела являются вращательными вокруг осей, пересекающихся в одной точке (как, например, у гироскопа), то результирующее движение также является вращательным вокруг этой точки с мгновенной угловой скоростью, равной геометрической сумме угловых скоростей составных движений. Если же составными движениями тела являются и поступательные, и вращательные, то результирующее движение в общем случае будет слагаться из серии мгновенных винтовых движений.
Рассчитать взаимосвязь скоростей разных точек твёрдого тела в разных системах отсчёта можно с помощью комбинирования формулы сложения скоростей и формулы Эйлера для связи скоростей точек твёрдого тела. Связь ускорений находится простым дифференцированием полученного векторного равенства по времени.
Динамика сложного движения точки
При рассмотрении движения в неинерциальной СО нарушаются первые 2 закона Ньютона. Чтобы обеспечить формальное их выполнение, обычно вводятся дополнительные, фиктивные (не существующие на самом деле), силы инерции: центробежная сила и сила Кориолиса. Выражения для этих сил получаются из связи ускорений (предыдущий раздел).
Релятивистская механика
Скорость
При скоростях, близких к скорости света, преобразования Галилея не являются точно инвариантными и классическая формула сложения скоростей перестаёт выполняться. Вместо этого, инвариантными являются преобразования Лоренца, а связь скоростей в двух инерциальных СО получается следующей: 
в предположении, что скорость 
направлена вдоль оси х системы S. Легко убедиться, что в пределе нерелятивистских скоростей преобразования Лоренца сводятся к преобразованиям Галилея.
Однако вводится величина — быстрота — которая аддитивна при переходе от одной СО к другой.
Неинерциальные СО
Связь скоростей и ускорений в системах отсчёта, движущихся друг относительно друга ускоренно, является значительно более сложной и определяется локальными свойствами пространства в рассматриваемых точках (зависит от производной тензора Римана).
Литература
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Относительная скорость» в других словарях:
относительная скорость — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN relative velocity … Справочник технического переводчика
относительная скорость — santykinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, išreiškiamas judančiojo kūno ir atskaitos greičių dalmeniu. atitikmenys: angl. non dimensional velocity; relative velocity vok. Geschwindigkeitsverhältnis, n;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
относительная скорость — santykinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Tekėjimo greičio tam tikrame taške ir tuo pačiu metu išmatuoto pamatinio greičio atitinkamame taške (pvz., greičio ašyje) arba vidutinio ašinio skysčio arba dujų… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
относительная скорость — santykinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. dimensionless velocity; relative velocity vok. bezogene Geschwindigkeit, f; relative Geschwindigkeit, f rus. относительная скорость, f pranc. vitesse adimensionnelle, f; vitesse… … Fizikos terminų žodynas
СКОРОСТЬ САМОЛЕТА ФАКТИЧЕСКАЯ, ОТНОСИТЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ — скорость передвижения самолета в горизонтальном направлении, исчисляемая относительно земли. По величине и направлению является равнодействующей технической скорости и скорости ветра. С.С.Ф. также называют путевой скоростью. Самойлов К. И.… … Морской словарь
Относительная скорость корабля — скорость корабля относительно движущегося объекта. Испольэустся при решении задач боевого маневрирования кораблей на маневренном планшете и в других случаях. EdwART. Толковый Военно морской Словарь, 2010 … Морской словарь
относительная скорость изделия и преобразователя — Линейная скорость контролируемого изделия относительно системы вихретокового контроля. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] Тематики виды … Справочник технического переводчика
относительная скорость судна — Скорость движения судна относительно воды [ГОСТ 23634 83] Тематики морская навигация и морская гидрография … Справочник технического переводчика
относительная скорость точки — Скорость точки в относительном движении. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теоретическая механика Обобщающие термины кинематика EN… … Справочник технического переводчика
Относительность движения
Движение тел можно описывать в различных системах отсчета. С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны. Однако кинематические характеристики движения, такие как траектория, перемещение, скорость, в разных системах оказываются различными. Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными.
Пусть имеются две системы отсчета. Система XOY условно считается неподвижной, а система X’O’Y’ движется поступательно по отношению к системе XOY со скоростью 
Система XOY может быть, например, связана с Землей, а система X’O’Y’ – с движущейся по рельсам платформой (рис. 1.2.1).
Сложение перемещений относительно разных систем отсчета
Пусть человек перешел по платформе за некоторое время из точки A в точку B. Тогда его перемещение относительно платформы соответствует вектору 
а перемещение платформы относительно Земли соответствует вектору 
Из рис. 1.2.1 видно, что перемещение человека относительно Земли будет соответствовать вектору 
представляющему собой сумму векторов и 
В случае, когда одна из систем отсчета движется относительно другой поступательно (как на рис. 1.2.1) с постоянной скоростью это выражение принимает вид:
Если рассмотреть перемещение за малый промежуток времени Δt, то, разделив обе части этого уравнения на Δt и затем перейдя к пределу при Δt→0 получаем:
классический закон сложения скоростей:
(*)
Здесь 
– скорость тела в «неподвижной» системе отсчета XOY, 
– скорость тела в «движущейся» системе отсчета X’O’Y’. Скорости и иногда условно называют абсолютной и относительной скоростями; скорость 
называют переносной скоростью.
Абсолютная скорость тела 
равна векторной сумме его относительной скорости 
и переносной скорости 
движущейся системы отсчета.
Следует обратить внимание на вопрос об ускорениях тела в различных системах отсчета.
Из (*) следует, что при равномерном и прямолинейном движении систем отсчета друг относительно друга ускорения тела в этих двух системах одинаковы, т. е. 
Действительно, если – вектор, модуль и направление которого остаются неизменными во времени, то любое изменение 
относительной скорости тела будет совпадать с изменением 
его абсолютной скорости. Следовательно, 
Переходя к пределу (Δt→0), получим
В общем случае, при движениях систем отсчета с ускорением друг относительно друга, ускорения тела в различных системах отсчета оказываются различными.
В случае, когда вектора относительной скорости и переносной скорости параллельны друг другу, закон сложения скоростей можно записать в скалярной форме: 
В этом случае все движения происходят вдоль одной прямой линии (например, оси OX). Скорости υ, υ0 и υ‘ нужно рассматривать как проекции абсолютной, переносной и относительной скоростей на ось OX. Они являются величинами алгебраическими и, следовательно, им нужно приписывать определенные знаки (плюс или минус) в зависимости от направления движения.
Относительность движения
Любое движение тела происходит по отношению к другим телам. Физики говорят: «Относительно других тел».
К примеру, человек, едущий в автобусе, относительно автобуса находится в состоянии покоя, а относительно дороги – движется.
Примечание: Когда мы рассматриваем движение тела, мы выбираем систему отсчета, в которой это дело будет двигаться. При этом, тело отсчета мы принимаем за неподвижное тело, относительно которого происходит движение изучаемого тела.
в разных системах отсчета (СО) будут различаться.
Траектория тела различна в разных системах отсчета
Траектория – это относительная характеристика движения. Потому, что она различается для разных систем отсчета (СО).
В то время, пока самолет летит, точка, лежащая на кончике его винта, относительно самолета движется по окружности (рис. 1), а относительно неподвижного наблюдателя на земле – эта же точка имеет винтовую траекторию.
Например, движение ниппеля велосипедного колеса во время поездки на велосипеде.
В системе отсчета, связанной с:
Что такое циклоида
Циклоида – это плоская кривая линия. По такой линии движется точка, лежащая на окружности, когда эта окружность катится по прямой без проскальзывания (рис. 2).
Циклоиду называют трансцендентной кривой линией.
Линия трансцендентная, если ее в прямоугольных координатах не получается описать с помощью алгебраического уравнения.
Но с помощью параметра t можно записать отдельно координату x и координату y с помощью таких уравнений:
\[ \large \begin
Примечания:
Циклоиду впервые изучил Галилео Галилей. Этот выдающийся итальянский ученый занимался физикой, математикой, астрономией, механикой и философией.
А английский математик и архитектор Кристофер Рен в 1658 году посчитал длину арки циклоиды.
Длина циклоиды равна четырем диаметрам производящей окружности.
Кристофер Рен спроектировал и руководил возведением в Лондоне купола собора Святого Павла.
С помощью циклоиды братья Бернулли решили задачу о скорейшем спуске — брахистохроне. Брахистохрон – с греч. «Краткое время». Они доказали, что по желобу, имеющему форму перевернутой вниз циклоиды шарик скатывается вниз за кратчайшее из возможных время.
Скорость тела различна в разных системах отсчета
Рассмотрим движение человека в едущем по прямому участку пути трамвае (рис. 3).
Скорость трамвая \(\large \vec
Тогда скорость человека относительно трамвая будет равна 3 километрам в час, а относительно земли – 63 километрам в час.
Как переходить из одной системы отсчета в другую
Любое движение, которое мы рассматриваем, а, так же, его характеристики, будут различаться в разных системах отсчета.
Относительно одних тел рассматриваемое тело может покоиться, а вместе с тем, относительно других тел оно может находиться в движении.
Чтобы осуществить переход между системами отсчета, нужно применять закон сложения скоростей и перемещений. Скорость и перемещение – это векторы. Значит, будем складывать их геометрически. То есть, при сложении векторов будем учитывать их направления.
Примечание: Ньютон изучал движение тел. В его теории время протекает одинаково во всех системах отсчета. То есть, в механике Ньютона время – это абсолютная величина.
Представим себе такую картину: На берегу реки сидит и отдыхает девушка (рис. 4). По реке мимо нее проплывает плот (по течению). С плота в это время в воду прыгает молодой человек и вплавь добирается к противоположному берегу реки. После чего, садится на берег и отдыхает.
Перемещение в различных системах отсчета
Сначала запишем перемещение парня в системе отсчета, связанной с девушкой, когда нам известны его перемещение в системе отсчета, связанной с плотом.
Примечание:
На рисунке перемещение плота и перемещение парня относительно плота обозначены длинными черными стрелками. А перемещение парня относительно сидящей на берегу девушки обозначено длинной синей стрелкой.
Из рисунка видно, что векторы перемещений образуют прямоугольный треугольник.
Сложив вектор переносного и относительного перемещений, получим вектор абсолютного перемещения:
\( \large \overrightarrow
\( \large \overrightarrow
\( \large \overrightarrow
Длину вектора абсолютного перемещения можно найти по теореме Пифагора:
Скорость в различных системах отсчета
Запишем еще раз формулу для связи перемещений:
Зная перемещение, и время равномерного движения, можно найти модуль вектора скорости, т. е. длину вектора скорости.
Скорость плывущего плота и скорость парня не изменяются. Поэтому, для связи скорости и перемещения можно применить формулу
Разделив обе части этого уравнения на время t, получим выражение для скорости равномерного движения:
Обе части уравнения для перемещений разделим на время t движения.
Полученное выражение можно записать с помощью векторов скоростей:
В частности, на рисунке 4 красными векторами обозначены скорость реки (плота) и скорость парня.
Опишем обозначения, использованные нами в уравнении, связывающем скорости в различных системах отсчета:
\( \large \overrightarrow
\( \large \overrightarrow
\( \large \overrightarrow
Длину вектора скорости найдем по теореме Пифагора:
Таким образом, до прыжка в воду скорость парня в системе отсчета, связанной с плотом, равнялась нулю (рис. 5).
А в системе отсчета, связанной с отдыхающей на берегу девушкой, скорость парня равнялась скорости течения реки (скорости плота).
После прыжка с плота в системе отсчета, связанной с плотом, скорость парня равняется скорости, с которой он плывет к берегу перпендикулярно течению реки.
Ну а в системе отсчета, связанной с девушкой, скорость парня – это векторная сумма скорости течения реки и скорости плавания парня.