Десятый класс
  1. Механика  1.1. Динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. Смещение и расстояние  1.1.4. Скорость и Вектор  1.1.5. Ускорение  1.1.6. Графическое представление движения  1.1.7. Equations of motion  1.1.8. Свободное падение и ускорение свободного падения  1.1.9. Движение тела, брошенного под углом к горизонту  1.1.10. Относительная скорость  1.2. Динамика  1.2.1. Законы движения Ньютона  1.2.2. Инерция и масса  1.2.3. Сила и ее виды  1.2.4. Сила действия и противодействия  1.2.5. Friction and its effects  1.2.6. Коэффициент трения  1.2.7. Круговое движение  1.2.8. Центростремительная сила и центростремительное ускорение  1.2.9. Импульс и количество движения  1.2.10. Conservation of momentum  1.2.11. Третий закон Ньютона и его применения  1.3. Работа, энергия и мощность  1.3.1. Работа, совершаемая силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия  1.3.5. Mechanical energy  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и эффективность  1.3.8. Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии  1.4. Гравитационная сила  1.4.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.4.2. Гравитационное поле и напряженность поля  1.4.3. Ускорение свободного падения на разных планетах  1.4.4. Законы движения планет Кеплера  1.4.5. Orbits and satellites  1.4.6. Вес и кажущийся вес  1.4.7. Гравитационная потенциальная энергия
  2. Свойства материи  2.1. States of matter  2.1.1. Твердое, жидкое и газообразное  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Межмолекулярные силы  2.1.4. Плазма и конденсат Бозе–Эйнштейна  2.2. Давление  2.2.1. Определение давления  2.2.2. Pressure in liquids  2.2.3. Атмосферное давление  2.2.4. Принцип Паскаля  2.2.5. Принцип Архимеда и плавучесть  2.2.6. Поверхностное натяжение и капиллярность  2.3. Эластичность  2.3.1. Закон Гука  2.3.2. Stress and strain  2.3.3. Предел упругости и модуль упругости  2.3.4. Применения упругости
  3. Thermal physics  3.1. тепло и температура  3.1.1. Difference Between Heat and Temperature  3.1.2. Температурная шкала  3.1.3. Тепловое расширение  3.1.4. Тепловое равновесие  3.2. Теплопередача  3.2.1. Проводимость  3.2.2. Конвекция  3.2.3. Излучение  3.2.4. Insulation and its applications  3.3. Тепловые свойства вещества  3.3.1. Удельная теплоемкость  3.3.2. Скрытая теплота и фазовые переходы  3.3.3. Boiling and Melting Point  3.3.4. Тепловые двигатели и холодильные установки  3.4. Законы термодинамики  3.4.1. Нулевой закон термодинамики  3.4.2. Первый закон термодинамики  3.4.3. Второй закон термодинамики  3.4.4. Цикл Карно
  4. Волны и оптика  4.1. Природа и свойства волн  4.1.1. Типы волн в природе и свойства волн  4.1.2. Поперечные и продольные волны  4.1.3. Параметры волн  4.1.4. Отражение и преломление волн  4.1.5. Суперпозиция и интерференция  4.1.6. Стоячие волны и резонанс  4.1.7. Эффект Доплера  4.2. Звуковые волны  4.2.1. Характеристики звуковых волн  4.2.2. Скорость звука в разных средах  4.2.3. Применение звуковых волн  4.2.4. Ультразвук и его использование  4.3. Light Waves and Optics  4.3.1. Природа света  4.3.2. Отражение света  4.3.3. Laws of reflection  4.3.4. Mirrors and Image Formation  4.3.5. Преломление света  4.3.6. Закон Снелла  4.3.7. Линзы и образование изображения  4.3.8. Полное внутреннее отражение и критический угол  4.3.9. Оптическое волокно  4.4. Оптические приборы  4.4.1. Microscope  4.4.2. Телескоп  4.4.3. Человеческий глаз и дефекты зрения  4.4.4. Камера и принцип ее работы
  5. Электричество и магнетизм  5.1. Электростатика  5.1.1. Электрический заряд и его свойства  5.1.2. Проводники и изоляторы  5.1.3. Coulomb's law  5.1.4. Электрическое поле и линии поля  5.1.5. Electric potential and potential difference  5.1.6. Конденсаторы и емкость  5.2. Ток электричества  5.2.1. Electric current and its measurement  5.2.2. Закон Ома  5.2.3. Сопротивление и удельное сопротивление  5.2.4. Последовательные и параллельные цепи  5.2.5. Электрическая энергия и мощность  5.2.6. Законы Кирхгофа  5.3. Магнетизм и электромагнетизм  5.3.1. Магнитное поле и линии поля  5.3.2. Магнитные эффекты электрического тока  5.3.3. Электромагнитная индукция  5.3.4. Законы электромагнитной индукции Фарадея  5.3.5. Трансформаторы и их применение  5.3.6. AC and DC current
  6. Современная физика  6.1. Nuclear physics  6.1.1. Структура атома  6.1.2. Атомная модель Бора  6.1.3. Энергетические уровни электронов  6.1.4. Рентгеновские лучи и их применение  6.2. Радиоактивность  6.2.1. Виды радиации  6.2.2. Half-life and radioactive decay  6.2.3. Ядерные реакции и их применения  6.2.4. Деление и Синтез  6.3. Quantum physics  6.3.1. Дуализм волна-частица  6.3.2. Photoelectric effect  6.3.3. Квантизация энергии  6.3.4. Принцип неопределённости Гейзенберга
  7. Электроника и связь  7.1. Полупроводники  7.1.1. Проводники, изоляторы и полупроводники  7.1.2. Диоды и их применение  7.1.3. Транзисторы и логические элементы  7.1.4. Светодиоды и фотодиоды  7.2. Системы Коммуникации  7.2.1. Основы коммуникации  7.2.2. Аналоговые и цифровые сигналы  7.2.3. Беспроводная связь и оптоволоконная связь  7.2.4. Радиоволны и модуляция

Десятый класс → Механика → Динамика ↓


Относительная скорость


Кинематика - это увлекательная отрасль физики, посвященная изучению движения объектов без учета сил, вызывающих это движение. Важным понятием в кинематике является относительное движение. Эта идея помогает нам понять, что движение не является абсолютным, а зависит от точки зрения наблюдателя.

Основные понятия относительного движения

Когда мы говорим о движении, мы обычно имеем в виду объекты, движущиеся в разных местах. Например, представьте, что вы сидите в машине, движущейся по шоссе. Когда вы сидите неподвижно в машине, вы можете почувствовать, что находитесь в состоянии покоя, потому что сиденье и машина вокруг вас двигаются вместе с вами. На самом деле, и вы, и ваше сиденье движутся относительно, например, деревьев или дороги снаружи.

Другими словами, движение всегда описывается относительно системы отсчета. Если вы измените свое положение на другую машину или дорогу, ваше восприятие движущихся объектов вокруг вас также изменится. Это и есть суть относительного движения - как положение объекта изменяется по отношению к другим движущимся или стационарным объектам.

Использование системы отсчета

Система отсчета может рассматриваться как система объектов, которая влияет на то, как мы воспринимаем движение. Например, поезд движется на север со скоростью 50 км/ч. Внутри поезда человек идет на юг со скоростью 5 км/ч. С точки зрения человека внутри поезда этот человек кажется движущимся на юг со скоростью 5 км/ч. Однако с точки зрения наблюдателя, стоящего на земле вне поезда, этот же человек кажется движущимся на север со скоростью 45 км/ч.

Системы отсчета могут быть либо стационарными, либо движущимися. Фиксированная система отсчета, например Земля, является стационарной и не движется в рассматриваемом сценарии. Движущаяся система отсчета перемещается вместе с наблюдателем, например, сиденье в движущейся машине.

Относительная скорость

В обсуждении относительного движения скорость играет важную роль. При рассмотрении двух объектов относительная скорость - это скорость одного объекта относительно другого. Математически относительная скорость объекта A относительно объекта B, обозначенная как vAB, рассчитывается как:

        vAB = vA - vB

Здесь:

  • vAB - это относительная скорость A относительно B.
  • vA - это скорость A относительно стационарного наблюдателя.
  • vB - это скорость B относительно того же стационарного наблюдателя.

Пример: Машины на шоссе

Предположим, что машина A движется в восточном направлении со скоростью 60 км/ч, а машина B - в восточном направлении со скоростью 80 км/ч. Какова относительная скорость машины A относительно машины B?

Давайте применим формулу:

        vAB = vA - vB = 60 км/ч - 80 км/ч = -20 км/ч

Отрицательный знак указывает на то, что с точки зрения машины B машина A движется на запад со скоростью 20 км/ч.

Пример: Ходьба по движущейся платформе

Представьте, что вы движетесь по движущейся тротуару в аэропорту со скоростью 2 м/с по отношению к земле. Движущаяся дорожка ускоряет вас дополнительно на 1 м/с относительно земли. С какой скоростью вы движетесь относительно стационарного наблюдателя, стоящего на земле?

Чтобы решить эту задачу:

        vчеловек, земля = vчеловек, дорожка + vдорожка, земля = 2 м/с + 1 м/с = 3 м/с

Таким образом, вы движетесь со скоростью 3 м/с относительно стационарного наблюдателя.

Различие между относительной и абсолютной скоростью

Чтобы понять относительное движение, важно отличать его от абсолютного движения. Абсолютное движение относится к движению объекта относительно универсальной точки отсчета, часто считаемой фиксированной точкой в пространстве. В отличие от этого, относительное движение относится к движению одного объекта относительно другого.

Примеры: Наблюдение за космосом

Если мы наблюдаем, как Земля движется вокруг Солнца, движение выглядит по-разному с разных точек зрения. Для астронавта на Луне Земля может казаться движущейся в небе в видимом движении. В то же время наблюдатель на Марсе может видеть Землю и Марс, движущиеся в совершенно другой модели из-за их относительных положений и траекторий.

Солнце Земля Планета Марс

Эта диаграмма показывает упрощенное представление положений Солнца, Земли и Марса и иллюстрирует, как изменение положений планет может повлиять на виды деятельности, наблюдаемые с различных точек зрения.

Векторы и относительное движение

Относительное движение в динамике часто включает векторный анализ. Векторы представляют величины, имеющие как величину, так и направление, такие как скорость и перемещение. Понимание векторов дает более широкое представление об относительном движении, которое было бы невозможным, используя только скалярные величины.

Пример: Самолет и воздух

Предположим, самолет летит на север со скоростью 100 м/с, а ветер дует с запада на восток со скоростью 20 м/с. Мы можем определить фактическую скорость самолета относительно земли, используя векторное сложение.

Самолет (100 м/с) Ветер (20 м/с) Результат

Фактическая скорость по отношению к земле может быть рассчитана с использованием векторного сложения:

        vрезультат = sqrt((100 м/с)2 + (20 м/с)2)
    
        vрезультат ≈ 101.98 м/с

Здесь движение самолета с земли, учитывая как его скорость, так и скорость ветра, образует гипотенузу прямоугольного треугольника.

Практические приложения относительного движения

Понимание относительного движения очень важно в повседневной жизни и технологиях. Инженеры, моряки, ученые и даже спортсмены должны понимать эту концепцию.

Приложения: GPS и навигация

Устройства глобальной системы позиционирования (GPS) основаны на принципах относительного движения. Эти устройства рассчитывают положение, измеряя относительную скорость между спутниками в космосе и вашим местоположением на Земле.

Приложения: Игры

В таких видах спорта, как теннис или крикет, игроки постоянно корректируют свои движения в зависимости от скорости мяча и других игроков. Понимание и предвосхищение относительных скоростей может дать спортсменам конкурентное преимущество.

Заключение об относительной скорости

Вкратце, относительная скорость - это проницательная концепция, показывающая, что скорость - это не единый или абсолютный феномен, а зависит от наблюдения и интерпретации условий окружающей среды. Скорость может значительно изменяться, когда рассматривается из различных систем отсчета, и это понимание помогает нам понять, оценить и оценить реальные и космические движения.

Эта концепция побуждает нас смотреть за рамки поверхностных наблюдений и понимать сложный танец природы, придавая контекст и смысл даже самым простым или сложным движениям, с которыми мы сталкиваемся.


Десятый класс → 1.1.10


U
username
0%
завершено в Десятый класс

← Предыдущий (1.1.9)
Движение тела, брошенного под углом к горизонту
Следующий (1.2) →
Динамика

Комментарии 



Относительная скорость

https://www.physicsflow.com/g10/1.1.10?pfal=ru