Question

В поезде, движущемся равномерно прямолинейно в системе отсчета связанной с землей со скоростью равной модулю V1=72 км\ч, пассажир роняет вертикально вниз на пол вагона массивный шарик. С какой по модулю начальной скоростью будет двигаться шарик: а) в системе отсчета, связанной с вагоном данного поезда; б) в системе отсчета, связанной с землей в) в системе отсчета, связанной с проходящим в противоположном направлении встречным поездом, скорость которого относительно относительно земли постоянна и равно по модулю 54 км\ч? Зависит ли от выбора перечисленных систем отсчета: 1) время падения шарика на пол вагона; 2) скорость, с которой шарик упадет на пол вагона; 3) координата точки падения шарика на пол вагона?

Answer 1

A) c нулевой
б) со скоростью данного поезда - 72 км в час
в) со скоростью 126 км в час

1) нет
2) да
3) да

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать преобразования Галилея, которые позволяют переходить от одной инерциальной системы отсчета к другой.

а) В системе отсчета, связанной с вагоном данного поезда, начальная скорость шарика будет равна нулю, так как в этой системе отсчета вагон находится в покое.

б) В системе отсчета, связанной с землей, начальная скорость шарика будет равна скорости поезда, то есть V1=72 км/ч.

в) В системе отсчета, связанной с проходящим в противоположном направлении встречным поездом, начальная скорость шарика будет равна разности скорости нашего поезда (72 км/ч) и скорости встречного поезда (54 км/ч). Таким образом, начальная скорость шарика в этой системе отсчета будет равна 72 км/ч - 54 км/ч = 18 км/ч.

Выбор системы отсчета не влияет на время падения шарика на пол вагона, так как это время зависит только от ускорения свободного падения и высоты, с которой был сброшен шарик.

Однако, скорость, с которой шарик упадет на пол вагона, и координата точки падения шарика на поле вагона будут зависеть от выбора системы отсчета, так как эти величины зависят от скорости шарика относительно системы отсчета.

Итак, выбор системы отсчета влияет на скорость и координату падения шарика на пол вагона, но не влияет на время падения шарика.