Question

Пассажир равномерно опускающегося лифта бросает на пол лифта мяч с некоторой начальной скоростью. Определи, в системе отсчёта, связанной с каким телом, скорость мяча будет максимальной (Выбери и отметь правильный вариант ответа среди предложенных): в системе отсчёта, связанной с Землёй в системе отсчёта, связанной с мячом скорость мяча не зависит от выбора системы отсчёта в системе отсчёта, связанной с пассажиром

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Скорость мяча будет максимальной в системе отсчета связанной с Землей, так как в этой системе отсчета мяч двигается с начальной скоростью приданной при броске + скорость мяча которую он имел двигаясь вместе с лифтом

Answer 2

Для решения этой задачи воспользуемся законами сохранения энергии и принципами относительности Галилея.

1. Законы сохранения энергии:

В отсутствие потерь энергии, полная механическая энергия системы (кинетическая энергия + потенциальная энергия) сохраняется. Поскольку мяч бросается внутри лифта, изменение потенциальной энергии гравитационного поля будет компенсировано изменением кинетической энергии мяча и наоборот.

2. Принципы относительности Галилея:

Скорость наблюдаемого движения не зависит от выбора инерциальной системы отсчета.

Теперь рассмотрим каждый вариант:

а) В системе отсчета, связанной с Землей:

Поскольку лифт опускается равномерно, потенциальная энергия мяча будет уменьшаться равномерно. Это приведет к увеличению его кинетической энергии. Следовательно, максимальная скорость мяча будет достигнута внизу лифта, когда его потенциальная энергия будет минимальной.

б) В системе отсчета, связанной с мячом:

В этой системе отсчета потенциальная энергия мяча остается постоянной, так как движение мяча происходит внутри лифта, который опускается равномерно. Таким образом, изменение кинетической энергии мяча будет минимальным, и его скорость не будет максимальной.

в) В системе отсчета, связанной с пассажиром:

Поскольку пассажир движется вместе с лифтом, его система отсчета аналогична системе отсчета, связанной с Землей. Следовательно, максимальная скорость мяча также будет достигнута внизу лифта.

Таким образом, правильный ответ: в системе отсчета, связанной с Землей.