Студент бакалавриата
  1. Классическая механика  1.1. динамика  1.1.1. Движение в одном измерении  1.1.2. Движение в двух измерениях  1.1.3. движение снаряда  1.1.4. Относительная скорость  1.1.5. Равномерное круговое движение  1.1.6. Неравномерное круговое движение  1.1.7. Системы отсчета и преобразования  1.2. Законы движения Ньютона  1.2.1. Первый закон движения  1.2.2. Second law of motion  1.2.3. Third Law of Motion  1.2.4. Применение законов Ньютона  1.2.5. Трение и его виды  1.2.6. Диаграмма свободного тела  1.2.7. Ограничения и псевдо-силы  1.3. Work and Energy  1.3.1. работа, проделанная силой  1.3.2. Теорема о работе и энергии  1.3.3. Кинетическая энергия  1.3.4. Потенциальная энергия в классической механике  1.3.5. Консервативные и неконсервативные силы  1.3.6. Сохранение энергии  1.3.7. Мощность и КПД  1.4. Скорость и столкновения  1.4.1. Линейный импульс  1.4.2. Закон сохранения импульса  1.4.3. Impulse and impact force  1.4.4. Упругие и неупругие столкновения  1.4.5. Центр масс и скорость  1.4.6. Rocket Propulsion  1.5. Вращательное движение  1.5.1. Крутящий момент и угловой момент  1.5.2. Момент инерции  1.5.3. Кинематика вращения  1.5.4. Вращательная энергия  1.5.5. Rolling Motion  1.5.6. Precession and gyroscopic motion  1.6. Gravitational force  1.6.1. Закон всемирного тяготения Ньютона  1.6.2. Гравитационная потенциальная энергия  1.6.3. Orbital mechanics  1.6.4. Kepler's laws of planetary motion  1.6.5. Гравитационное поле и потенциал  1.7. Fluid mechanics  1.7.1. Давление и принцип Паскаля  1.7.2. Плавучесть и принцип Архимеда  1.7.3. Динамика жидкостей и принцип Бернулли  1.7.4. Вязкость и закон Пуазейля  1.7.5. Поверхностное натяжение и капиллярность  1.8. Колебания и волны  1.8.1. Простое Гармоническое Движение  1.8.2. Затухающие и вынужденные колебания  1.8.3. Связанные колебания и нормальные режимы  1.8.4. Wave properties and types  1.8.5. Звуковые волны и эффект Доплера  1.8.6. Интерференция волн и суперпозиция
  2. Электромагнетизм  2.1. Электростатика  2.1.1. Electric charge and properties  2.1.2. Coulomb's law  2.1.3. Электрическое поле и электрический потенциал  2.1.4. Закон Гаусса  2.1.5. Capacitance and Dielectric  2.1.6. Электрический диполь и потенциальная энергия  2.2. Electric circuits  2.2.1. Ток и сопротивление  2.2.2. Закон Ома  2.2.3. Kirchhoff's Laws  2.2.4. RC цепь  2.2.5. AC Circuits and Reactance  2.2.6. Электрическая мощность и энергия  2.3. Магнетизм  2.3.1. Магнитные поля и силы  2.3.2. Закон Ампера  2.3.3. Magnetic dipole moment  2.3.4. Закон Био-Савара  2.3.5. Magnetic Materials and Hysteresis  2.4. Электромагнитная индукция  2.4.1. Закон Фарадея  2.4.2. Lenz's law  2.4.3. Самоиндукция и взаимная индукция  2.4.4. Трансформаторы и индуктивные цепи  2.5. Уравнения Максвелла  2.5.1. Закон Гаусса для электричества  2.5.2. Закон Гаусса для магнетизма  2.5.3. Закон индукции Фарадея  2.5.4. Ampere-Maxwell law  2.5.5. Electromagnetic waves
  3. Термодинамика  3.1. Laws of Thermodynamics  3.1.1. Нулевой закон термодинамики  3.1.2. Первый закон термодинамики  3.1.3. Второй закон  3.1.4. Третий закон  3.2. Тепло и работа  3.2.1. Теплопередача (кондукция, конвекция, излучение)  3.2.2. Термическое расширение  3.2.3. Тепловые двигатели и холодильники  3.2.4. Цикл Карно и эффективность  3.3. Статистическая механика  3.3.1. Распределение Максвелла–Больцмана  3.3.2. Энтропия и Вероятность  3.3.3. Функция распределения  3.3.4. Статистика Ферми–Дирака и Бозе–Эйнштейна
  4. Оптика  4.1. Геометрическая оптика  4.1.1. Отражение и преломление  4.1.2. Mirrors and lenses  4.1.3. Optical Instruments  4.1.4. Fermat's principle  4.2. Оптика волн  4.2.1. Интерференция в волновой оптике  4.2.2. Дифракция  4.2.3. Поляризация  4.2.4. Когерентность и голография
  5. Квантовая механика  5.1. Дуализм волна-частица  5.1.1. Излучение абсолютно черного тела в дуализме волны-частицы в квантовой механике  5.1.2. Фотоэлектрический эффект  5.1.3. Комптоновское рассеяние  5.1.4. Длина волны де Бройля  5.2. Уравнение Шрёдингера  5.2.1. Стационарное уравнение Шрёдингера  5.2.2. Частица в ящике  5.2.3. Quantum Tunneling  5.2.4. Потенциальные ямы и барьеры  5.3. Квантовые состояния  5.3.1. Функция волны  5.3.2. Quantum operators  5.3.3. Принцип неопределённости Гейзенберга  5.3.4. Угловой момент и спин
  6. Относительность  6.1. Special relativity  6.1.1. Преобразования Лоренца  6.1.2. Временное расширение и сокращение длины  6.1.3. Релятивистская энергия и импульс  6.2. Общая теория относительности  6.2.1. Принцип Эквивалентности  6.2.2. Метрика Шварцшильда  6.2.3. Гравитационные волны  6.2.4. Чёрные дыры и горизонты событий
  7. Физика твердого тела  7.1. Кристаллическая структура  7.1.1. Решетки Бравэ  7.1.2. Рентгеновская дифракция  7.1.3. Band theory  7.1.4. Фононы и колебания решетки  7.2. Electrical and Magnetic Properties  7.2.1. Conductors, Semiconductors and Insulators  7.2.2. Сверхпроводимость  7.2.3. Эффект Холла
  8. Ядерная и частичная физика  8.1. Atomic Structure  8.1.1. Атомная модель  8.1.2. Энергия связи ядра  8.2. Радиоактивность  8.2.1. Alpha, beta, gamma decay  8.2.2. Период полураспада  8.2.3. Ядерное деление и слияние  8.3. Particle physics  8.3.1. Standard Model  8.3.2. Кварки и лептоны  8.3.3. антиматерия  8.3.4. Фундаментальные взаимодействия
  9. Астрофизика и космология  9.1. Эволюция звезд  9.1.1. Звездообразование  9.1.2. Чёрные дыры и нейтронные звёзды  9.1.3. Белые карлики и сверхновые  9.2. Космология  9.2.1. Теория Большого взрыва  9.2.2. Dark matter and dark energy  9.2.3. Космическое микроволновое фоновое излучение

Студент бакалавриата → Классическая механика → динамика ↓


Относительная скорость


Относительное движение — это фундаментальная концепция классической механики, которая описывает, как движение объекта наблюдается из различных систем отсчета. Оно включает в себя понимание того, как позиция, скорость или ускорение одного объекта соотносится с другим. Это отношение важно для анализа и прогнозирования движения объектов в различных физических сценариях.

Понимание системы отсчета

Чтобы анализировать относительное движение, важно понимать, что такое система отсчета. Система отсчета — это перспектива или точка зрения, с которой наблюдают и измеряют положение и движение объектов. Она включает в себя систему координат и измерение времени, относительно которого можно сравнивать движение.

Например, предположим, что вы хотите проанализировать движение автомобиля на шоссе. Вы можете иметь две разные системы отсчета:

  • Наземная система отсчета: Наблюдатель неподвижен на земле. Дорога является точкой отсчета.
  • Система отсчета автомобиля: Наблюдатель движется вместе с автомобилем. Автомобиль кажется неподвижным для наблюдателя; другие объекты, такие как деревья или другие автомобили, кажутся движущимися.

Относительная скорость

Относительная скорость — это простая концепция в контексте относительного движения. Она представляет собой скорость одного объекта, просматриваемого с другого объекта. Например, если вы бегаете на беговой дорожке, ваша скорость относительно беговой дорожки равна нулю, хотя ваша скорость относительно кого-то, стоящего за пределами движущейся беговой дорожки, не равна нулю.

Математическая связь между скоростями двух объектов выражается следующим образом:

    V AB = V A - V B

Где:

  • V AB — это скорость объекта A относительно объекта B.
  • V A — это скорость объекта A в фиксированной системе отсчета.
  • V B — это скорость объекта B в фиксированной системе отсчета.

Текстовый пример относительной скорости

Рассмотрим два транспортных средства, автомобиль A и автомобиль B, движущиеся по прямой дороге:

Сценарий: Автомобиль A движется со скоростью 60 км/ч, а автомобиль B движется со скоростью 40 км/ч, оба в одном направлении. Какая скорость автомобиля A относительно автомобиля B?

Используем формулу:

    V AB = V A - V B = 60 км/ч - 40 км/ч = 20 км/ч

Таким образом, автомобиль A движется со скоростью 20 км/ч относительно автомобиля B.

Графический пример

Автомобиль AАвтомобиль B20 км/ч

Относительное положение

Подобно относительной скорости, относительное положение относится к тому, как положение одного объекта воспринимается из системы другого. Если вы стоите в фиксированной точке, положение всего остального оценивается на основе вашего местоположения.

Уравнение для относительного положения следующее:

    R AB = R A - R B

Где:

  • R AB — это положение объекта A относительно объекта B.
  • R A и R B — это положения объектов A и B в заданной системе отсчета.

Продвинутый пример

Представьте себе два суда, движущиеся в противоположных направлениях по реке. Лодка A движется на восток со скоростью 10 м/с, а лодка B движется на запад со скоростью 15 м/с. Относительная скорость лодки A относительно лодки B рассчитывается следующим образом:

    V AB = V A - V B = 10 м/с - (-15 м/с) = 25 м/с

Таким образом, с точки зрения лодки B, лодка A движется со скоростью 25 м/с.

Также решим задачу для их относительного положения спустя некоторое время. Предположим, обе лодки начинают из одной и той же точки. Через 5 секунд вычисляем их относительное положение:

    R AB = R A - R B
    R a = 10 м/с * 5 сек = 50 м
    RB = -15 м/с * 5 сек = -75 м
    R AB = 50 м - (-75 м) = 125 м

Относительное положение составляет 125 м.

Графическое представление ускорения

Так же, как скорость и положение, используется концепция относительного ускорения. Если объект A имеет ускорение a A и объект B имеет ускорение a B, то относительное ускорение выражается следующим образом:

    a ab = a a - a b
An AB

Заключение

Относительное движение является важной и интересной темой в классической механике, которая помогает нам понять, как различные наблюдатели могут воспринимать движение. В своей основе оно позволяет нам рассматривать ситуации с разных точек зрения и лучше понимать сложные системы, разбивая их на взаимодействия между более простыми системами. Понимание тонкостей относительной скорости, положения и ускорения может значительно повысить способности к пониманию и прогнозированию физических явлений.

Освоение относительного движения не только углубляет понимание физики студентами, но и вооружает их полезными инструментами для решения проблем в реальных ситуациях, начиная от инженерии и навигации и заканчивая виртуальными симуляциями.


Студент бакалавриата → 1.1.4


U
username
0%
завершено в Студент бакалавриата

← Предыдущий (1.1.3)
движение снаряда
Следующий (1.1.5) →
Равномерное круговое движение

Комментарии 



Относительная скорость

https://www.physicsflow.com/ug/1.1.4?pfal=ru