РЕЛАТИВНО КРЕТАЊЕ: ЈЕДНОДИМЕНЗИОНАЛНО, ДВОДИМЕНЗИОНАЛНО, ВЕЖБЕ - ФИЗИЧКИ - 2025

Релативно кретање честице или објекта је која посматрани у односу на одређену референтне тачке да посматрач изабрао, која може бити фиксна или покрету. Брзина се увек односи на неки координатни систем који се користи да се опише.

На пример, путник аутомобила у покрету и који удобно спава заспао је у мировању у односу на возача, али не и за посматрача који стоји на тротоару и који види како аутомобил пролази.

Слика 1. Авиони одржавају одређену брзину један у односу на друге, када вежбају заустављање. Извор: Пикабаи.

Тада је кретање увек релативно, али се дешава да се генерално одабере координатни или референтни систем који има порекло у Земљи или земљи, месту које се сматра непомичним. На овај начин пажња се фокусира на описивање предмета проучавања.

Да ли је могуће описати брзину спаваћег копилота у поређењу са путником који путује у другом аутомобилу? Одговор је да. Постоји слобода избора вредности (к _о , и _о , з _о ): порекла референтног система. Избор је произвољан и зависи од преференције посматрача, као и од лакоће коју пружа за решавање проблема.

Релативно кретање у једној димензији

Када се кретање одвија по равној линији, мобилни телефони имају брзине у истом или у супротном смеру, обе које посматрач посматра на Земљи (Т). Да ли се посматрач помера у односу на мобилне уређаје? Да, истом брзином коју носе, али у супротном смеру.

Како се један мобилни креће у односу на други? Да бисте то сазнали, брзине се додају векторски.

-Решен пример 1

У односу на приказану слику, наведите релативну брзину аутомобила 1 у односу на аутомобил 2 у свакој ситуацији.

Слика 2. Два аутомобила иду правим путем: а) у истом смеру и б) у супротним смеровима.

Решење

Позитивним знаковима ћемо доделити брзине десно, а негативни знак лево. Ако мобилни крене удесно брзином од 80 км / х, путник на овом мобилном телефону види како се посматрач на Земљи креће брзином - 80 км / х.

Претпоставимо да се све дешава дуж оси к. На следећој слици црвени аутомобил се креће брзином од +100 км / х (види се из Т) и ускоро ће проћи плави аутомобил који путује брзином од +80 км / х (види се и из Т). Колико брзо се путник у плавом аутомобилу приближава црвеном аутомобилу?

Ознаке су: в _1/2 брзина аутомобила 1 у односу на 2, в _{1 / Т} брзина аутомобила у односу на Т, в _{Т / 2} брзина Т у односу на 2. Додавање вектора:

в _1/2 = в _{1 / Т} + в _{Т / 2} = (+100 км / х - 80 км / х) к = 20 км / х к

Можемо без векторске нотације. Примјетите претплате: множењем два с десне стране требали бисте добити ону с лијеве стране.

А кад иду другим путем? Сада је в _{1 / Т} = + 80 км / х и в _{2 / Т} = -100 км / х, дакле в _{Т / 2} = + 100 км / х. Путник плавог аутомобила видеће прилаз црвеном аутомобилу:

в _{1/2 =} в _{1 / Т} + в _{Т / 2} = +80 км / х +100 км / х = 180 км / х

Релативно кретање у две и три димензије

На следећем дијаграму, р је положај равнине гледан из киз система, р 'је положај из к'и'з' система и Р је положај система са простим у односу на систем без прашине. Три вектора формирају троугао у коме је Р + р '= р, дакле р ' = р - Р.

Слика 3. - Равнина се помера у односу на два координатна система, заузврат се један од система помера у односу на други.

Пошто је дериват с обзиром на време положаја тачно брзина, она резултира:

в '= в - у

У овој једначини в 'је брзина авиона у односу на к'и'з' систем, в је брзина у односу на киз систем, а у је константна брзина почетног система у односу на систем без премија.

-Решена вежба 2

Авион иде на север са брзином од 240 км / х. Одједном ветар почиње да дува од запада ка истоку брзином од 120 км / зависно од земље.

Нађите: а) брзину авиона у односу на земљу, б) одступање које је доживео пилот ц) корекцију коју пилот мора извршити да би могао директно да усмери север и нову брзину у односу на земљу, након што је корекција извршена.

Решење

а) Постоје следећи елементи: равнина (А), земља (Т) и ветар (В).

У координатном систему у којем је север + и смер, а смер запад-исток + к, имамо дате брзине и њихову одговарајућу ознаку (претплате):

в _{А / В} = 240 км / х (+ и ); в _{В / Т} = 120 км / х (+ к ); в _{А / Т} =?

Права сума вектора је:

в _{А / Т} = в _{А / В} + в _{В / Т} = 240 км / х (+ и ) + 120 км / х (+ к )

Јачина овог вектора је: в _{А / Т} = (240 ² + 120 ² ) ^1/2 км / х = 268,3 км / х

б) θ = арцтг (в _{А / В} / в _{В / Т} ) = арцтг (240/120) = 63,4 ° северно од истока или 26,6 ° североисточно.

ц) Да бисте наставили са севером са ветром, морате усмеравати правац авиона на северозапад, тако да га ветар гура директно на север. У овом случају ће брзина авиона са земље бити у правцу + и, док ће брзина авиона у односу на ветар бити северозападна (не мора да буде 26,6 °).

По питагорејском теорему:

α = арцтг (в _{В / Т} / в _{А / Т} ) = арцтг (120 / 207,8) = 30 ° северозапад

-Решена вежба 3

Потребно је 2 сата да особа крене низ непокретни покретни степеник. Ако мердевине делују, потребно је да особа падне 1 минут док мирује. Колико времена је потребно да особа крене низ мердевине?

Решење

Три су елемента која треба узети у обзир: особа (П), мердевине (Е) и тло (С), чије су релативне брзине:

в _{П / Е} : брзина особе у односу на мердевине; в _{И / О} : брзина мердевина у односу на земљу; в _{П / С} : брзина особе у односу на земљу.

Како фиксни посматрач са земље види, особа која се спушта мердевином (Е) има брзину в _{П / С} коју даје:

в _{П / С} = в _{П / Е} + в _{И / С}

Позитиван правац је спуштање низ мердевине. Нека т буде време потребно за шетњу доле и Л удаљеност. Јачина брзине особе в _{П / С} је:

в _{П / С} = Л / т

т ₁ је време потребно за спуштање са заустављеним мердевинама: в _{П / Е} = Л / т ₁

А т ₂ онај који је потребан да се још увек спушта на покретним степеницама: в _{Е / С} = Л / т ₂

Комбиновање израза:

Л / т = Л / т ₁ + Л / т ₂

Замјена нумеричких вриједности и рјешавање за т:

1 / т = 1 / т ₁ + 1 / т ₂ = 1/2 + 1/1 = 1.5

Дакле т = 1/1 минута = 40 секунди.

Референце

1. Бауер, В. 2011. Физика за инжењерство и науке. Свезак 1. Мц Грав Хилл. 84-88.
2. Фигуероа, Д. Физичка серија за науке и инжењерство. Волуме 3рд. Едитион. Кинематика. 199-232.
3. Гианцоли, Д. 2006. Физика: принципи примјене. 6 ^-ог . Ед. Прентице Халл. 62-64.
4. Релативно кретање. Опоравак од :урс.луменлеарнинг.цом
5. Вилсон, Ј. 2011. Физика 10. Пеарсон Едуцатион. 166-168.