Question

Скорость автомобиля на прямой ровной дороге 108 км/ч. Он обгонял второй автомобиль. Скорость обгона - 18км/ч. С какими телами можно связать систему отсчета, чтобы она была инерциальной?

Answer 1

Возможно дорога, т. к действие сил на неё скомпенсированно

Answer 2

Для того чтобы система отсчета была инерциальной, она должна удовлетворять условиям инерциальности, которые включают в себя принцип относительности Галилея и отсутствие некинематических сил. Прежде чем рассматривать систему отсчета, давайте разберем, что такое обгон.

Обгон происходит, когда одно тело перемещается быстрее другого тела и, в определенный момент времени, находится рядом с ним. В данном случае, первый автомобиль (автомобиль, который обгоняет) движется со скоростью 108 км/ч, а второй автомобиль движется со скоростью меньше, чем 108 км/ч, так как его обгоняют.

Теперь рассмотрим систему отсчета, связанную с каждым из автомобилей:

1. Система отсчета, связанная с первым автомобилем (обгоняющим автомобилем): В этой системе отсчета первый автомобиль покоится (его скорость относительно этой системы равна 0), а второй автомобиль движется в обратном направлении со скоростью 18 км/ч (так как первый автомобиль обгоняет второй). В этой системе отсчета будет наблюдаться разница в скоростях между автомобилями, и оба автомобиля будут двигаться.

2. Система отсчета, связанная со вторым автомобилем (обгоняемым автомобилем): В этой системе отсчета второй автомобиль покоится (его скорость относительно этой системы равна 0), а первый автомобиль движется впереди со скоростью 18 км/ч (так как первый автомобиль обгоняет второй). В этой системе отсчета будет наблюдаться разница в скоростях между автомобилями, и оба автомобиля также будут двигаться.

В обеих указанных системах отсчета нарушаются условия инерциальности, так как есть некинематические силы, влияющие на движение автомобилей. Например, двигатель и тормоза автомобилей создают ускорение и замедление, что приводит к неинерциальным силам.

Итак, в данной ситуации невозможно связать систему отсчета с каким-либо из автомобилей так, чтобы она была инерциальной. На практике, чтобы получить более близкую к инерциальной систему отсчета, нужно учитывать влияние всех внешних сил (таких как сила трения, аэродинамическое сопротивление и т. д.), которые могут повлиять на движение автомобилей.