Question

З якою швидкістю відномно поверхня Землі рухаються нижня точка велосипедного колеса,центр колеса і його верхня точка,якщо велосипед рухається зі швидкістю 5 м/с?

Answer 1

нижняя точка колеса неподвижна относительно земли v = 0

центр колеса (ось) движется относительно земли со скорость v = 5 м/с

верхняя точка колеса движется относительно земли со скорость v = 10 м\с

Answer 2

Нижня точка колеса рухається відносно велосипеда зі швидкістю  -5 м/с. Отже, її швидкість відносно землі Vв = 5 - 5 = 0 м/с.

Центр колеса не рухається відносно велосипеда. Отже, її швидкість відносно землі Vв = 5 + 0 = 5 м/с.

Верхня точка колеса рухається відносно велосипеда зі швидкістю  5 м/с. Отже, її швидкість відносно землі Vв = 5 + 5 = 10 м/с.

Answer 3

Щоб розрахувати швидкості руху різних точок велосипедного колеса, розглянемо два аспекти:

1. Швидкість вертикального руху: Припустимо, що велосипед рухається без ухилів або нахилів, тобто дорога абсолютно рівна. У такому випадку верхня точка колеса і центр колеса рухаються горизонтально з однаковою швидкістю, тобто зі швидкістю 5 м/с.

2. Швидкість горизонтального руху: Для руху нижньої точки колеса знадобиться додатковий розрахунок. Тут ми використовуємо поняття "швидкість котушки", щоб знайти швидкість точки контакту колеса з поверхнею.

Швидкість котушки визначається як: Vк = Vр * R,

де Vк - швидкість котушки, Vр - швидкість руху, R - радіус колеса.

Припустимо, що радіус колеса становить 0,3 метра (це популярний розмір велосипедного колеса).

Vк = 5 м/с * 0,3 м ≈ 1.5 м/с.

Таким чином, нижня точка колеса рухається зі швидкістю приблизно 1.5 м/с відносно поверхні Землі. Зверніть увагу, що швидкість нижньої точки колеса менша за швидкість центра та верхньої точки колеса.