На главную
Физика - одна из самых удивительных наук! Физика столь интенсивно развивается, что даже лучшие педагоги сталкиваются с большими трудностями, когда им надо рассказать о современной науке. Данный ресурс поможет эффективно и интересно изучать физику. Учите физику!
   

Обучение и материалы
Физический справочник
Формулы по физике
Шпаргалки по физике
Энциклопедия
Репетиторы по физике
Работа для физиков
Быстрый устный счет
Виртуальные лабораторные
Опыты по физике
ЕГЭ онлайн
Онлайн тестирование
Ученые физики
Необъяснимые явления
Ваша реклама на сайте
Разное
Контакты
Спецкурс
Фейнмановские лекции

В мире больших скоростей

Введение в теорию относительности

Лекции по биофизике
Лекции по ядерной физике
Ускорение времени...
Лазеры
Нанотехнологии
Книги
полезное
Смешные анекдоты о физике
Готовые шпоры по физике
Физика в жизни
Ученые и деньги
Нобелевские лауреаты
Фото
Видео
Карта сайта
На заметку
Если вам понравился сайт, предлагаем разместить нашу кнопку
Кнопка сайта All-fizika.com
Компьютерные программы
по физике
Программы по физике


Физика и юмор
Физика и юмор


Онлайн тестирование
по физике
Онлайн тестирование по физике



-









2. Движение и покой

Говорят, что существует вопрос, на который нельзя ответить утвердительно, а именно: «Ты спишь?» Имеется, однако, и вопрос, на который нельзя ответить ни утвердительно, ни отрицательно. Это вопрос: «Движешься ли ты?»
 
—  Как же так,— спорит со мной приятель,— сейчас я
сижу в кресле у себя в комнате и могу ответить «нет».
Если бы я сидел в купе поезда, то ответил бы «да». Никаких трудностей при ответе я не вижу.
— А на основании чего ты решил, что не движешься
сейчас?
—  Я знаю, что дом стоит неподвижно на земле, и, следовательно, если я не хожу   по   комнате,   то  остаюсь  в покое.
 
Аргументы, казалось бы, веские, но приятель забыл, что Земля, на которой выстроен дом, отнюдь не находится в покое. Земля обращается вокруг Солнца со скоростью около 30 км/сек, следовательно, мой приятель движется вместе с креслом и домом также вокруг Солнца. В свою очередь, Солнце вместе с Землей и другими планетами перемещается за одну секунду по отношению к ближайшим звездам на 20 км, а относительно центра Галактики — даже на 250 км. Это рассуждение мы могли бы продолжать без конца. Движутся «неподвижные» звезды и галактики. В этой путанице движений мой приятель, расположившийся в кресле, окажется в смешном положении, утверждая, что именно он находится в покое.
 
На вопрос «Движешься ли ты?» — нельзя дать абсолютно правильного ответа. Все зависит от того, по отношению к чему мы рассматриваем движение. Относительно одного тела мы можем двигаться, а относительно другого быть в покое. Сидящий в кресле человек будет двигаться все время, например, относительно Солнца. Это будет проявляться, в частности, в том, что он будет видеть Солнце движущимся по небосводу. Полный круг на небосводе Солнце совершает за 24 часа. Таким образом, за один час оно будет смещаться на 15 угловых градусов (см. рис. 1). Если бы мы двигались по земной поверхности в направлении движения Солнца с такой же угловой скоростью, то Солнце показалось бы нам «прикрепленным»* к небу. Оно не всходило и не заходило бы, а находилось бы на одном и том же месте. Чтобы двигаться со скоростью 15 градусов в час, нужно проходить на экваторе в течение 1 мин 28 км, а на средних широтах около 15 км. Движение с такой скоростью не является проблемой для современных самолетов. Так, например, еще в 1962 г. советский летчик-испытатель Г. Мосолов на турбореактивном самолете превысил скорость 3000 км/час (50 км/мин). Это значит, что вполне осуществимо не только «остановить» Солнце на небосводе, но даже обогнать его. Вылетая в направлении на запад вечером, мы можем утром этого же дня прибыть на место назначения.
 
Из предшествующего ясно, что скорость движения зависит от тела отсчета, относительно которого мы ее измеряем. Если, например, мой приятель, проживающий в Тарту, сидит в кресле, то относительно земной поверхности его скорость равна нулю, но по отношению к Солнцу он перемещается со скоростью, равной около 30 км/сек. Прогуливаясь в вагоне поезда, мчащегося со скоростью 60 км/час, в сторону его движения со скоростью 3 км/час (относительно поезда), мы будем двигаться относительно земной поверхности со скоростью 63 км/час. Говоря о скорости, всегда необходимо добавлять, относительно какого тела отсчета мы измеряем скорость. В этом смысле скорость — относительная величина: ее значение зависит не только от самого движущегося тела, но и: от некоторого другого тела, по отношению к которому скорость измеряется.
 
Уже ученым древнего мира было ясно, что о положении или движении тела можно говорить только как о величинах, определенных относительно некоторого тела отсчета. Аристотель, например, рассматривал движение тела относительно окружающей материальной субстанции. Бесконечные споры возникали о том, должна ли материальная субстанция прикасаться к телу непосредственно или нет. Так, не был разрешен вопрос о судне, стоящем в реке на якоре: движется оно или нет? Вода все время обтекает судно (т. е. оно как будто движется); глядя же с берега, нельзя заметить никакого движения.

Маленькое изображениеРис. 1.  Видимое движение Солнца.
Р — начальное положение Солнца; Р` — положение Солнца через 4 часа; L — начальное положение самолета, летящего вокруг Земли с угловой скоростью 15 градусов в час; L`— положение этого самолета спустя 4 часа; М — неподвижный наблюдатель на поверхности Земли (на рисунке действительное соотношение расстояний не соблюдено). Видно, что по отношению к наблюдателю М Солнце движется, а по отношению к самолету L — нет

В повседневной жизни нас большей частью интересуют скорости относительно поверхности Земли. Если мы говорим, что скорость автомашины составляет 70 км/час, то каждому понятно, что имеется в виду скорость относительно поверхности Земли. Привычка измерять скорость относительно земной поверхности обусловлена тем, что практическая деятельность человечества в основном ограничивалась только Землей.
 
Когда люди попадут на Марс, они определенно станут там измерять скорости относительно поверхности Марса — так будет целесообразнее и проще.
 
Однако и на Земле нас не всегда интересует только скорость относительно ее поверхности. Предположим, что нам нужно перебраться из кузова одной движущейся автомашины в кузов другой. При этом нас не интересуют скорости машин относительно дороги, а интересует только скорость одной машины относительно другой, т. е. их относительная скорость. Если относительная скорость машин, движущихся рядом, равна нулю, можно совершить переход без всякого риска. При этом совсем не существенно, будут ли двигаться автомашины относительно Земли со скоростью 20, 30 или 80 км/час.


Или предположим, что на палубе плывущего корабля играют в теннис. Который из игроков будет находиться в более выгодном положении: тот, кто отбивает мяч в сторону носа корабля, или его противник? Ни тот, ни другой. Хотя отбитые первым игроком мячи относительно берега пролетают значительно быстрее, чем отбитые другим, это никоим образом не повлияет на исход игры. Для исхода игры существенно только движение мячей относительно палубы корабля, а в этом отношении они оба находятся в равных условиях.
 
Прежде чем перейти к другим вопросам, подчеркнем еще раз: скорость тела можно измерить только относительно какого-нибудь другого тела. Практически это другое тело выбирается, однако, всегда так, чтобы результаты измерений можно было бы проще всего использовать.

Китай - одно из красивейших государств нашей планеты. На сегодняшний день туры в Китай пользуются огромной популярностью, и это не удивительно, ведь отдых в поднебесной - это возможность побывать в стране великих изобретений, увидеть своими глазами величайшие творения человечества, познакомиться с древнейшей культурой государства.



ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


Социальные комментарии Cackle


 
 
© All-Физика, 2009-2016
При использовании материалов сайта ссылка на www.all-fizika.com обязательна.