Физика 9 класс учебник Перышкин, Гутник - страница 52

Тип: ГДЗ, Решебник.
Авторы: Перышкин И. М., Гутник Е. М., Иванов А. И.
Часть: без частей.
Год: 2026.

Серия: (ФГОС).
Издательство: Просвещение.

   Каждая звезда, ввиду её колоссальной удалённости от других небесных тел, практически не подвержена воздействию с их стороны. Значит, в инерциальной системе отсчёта её движение должно быть прямолинейным и равномерным. Очевидно, в системе отсчёта, связанной с Землёй, это не выполняется — звезда совершает суточное вращение, а не движется по прямой. С гораздо большей степенью точности можно считать инерциальной гелиоцентрическую систему отсчёта.
   Тем не менее обычные, сравнительно грубые опыты по изучению движения тел на Земле не позволяют обнаружить неинерциальность системы отсчёта, связанной с Землёй. Поэтому в дальнейшем мы будем пользоваться данной системой отсчёта, считая её инерциальной.
   Любая система отсчёта, которая движется относительно инерциальной с постоянной по модулю и направлению скоростью, также является инерциальной. Так, в опыте, изображённом на рисунке 31, а система отсчёта, связанная с тележкой, движущейся относительно поверхности Земли прямолинейно и равномерно, — инерциальна.
   Системы отсчёта, движущиеся относительно инерциальных с ускорением, являются неинерциальными.

Ответьте на вопросы

Номер 1.

Как движется тело, если на него не действуют другие тела?

Ответ:

При отсутствии внешних воздействий на объект, либо когда суммарное действие всех сил, приложенных к нему, равно нулю, объект сохраняет свое состояние движения: либо покоится, либо продолжает двигаться с постоянной скоростью по прямой линии.

Номер 2.

Чем отличаются взгляды Галилея от взглядов Аристотеля в вопросе об условиях равномерного движения тел?

Ответ:

Контраст в представлениях Галилея и Аристотеля о природе равномерного движения. В то время как Аристотель полагал, что для поддержания равномерного прямолинейного движения необходимо постоянное воздействие внешней силы, Галилей пришел к выводу, что тела способны сохранять такое движение инерционно, в отсутствие каких-либо внешних сил.

Номер 3.

Как проводился опыт, изображённый на рисунке 31, и какие выводы из него следуют?

Рис. 31. Шары покоятся относительно тележки при её движении с постоянной скоростью и приходят в движение (относительно тележки) при её торможении

Ответ:

   Проанализируем физический эксперимент, представленный на рисунке 31. В нем задействована тележка, на которой размещены два объекта: один покоится на горизонтальной плоскости, другой же подвешен на нити.
   Изначально тележка перемещается по прямой с постоянной скоростью относительно наблюдателя на земле (см. рис. 31, а). В вертикальном направлении силы, воздействующие на каждый из шариков, взаимно компенсируются. Горизонтальные силы на них отсутствуют (сопротивление воздуха пренебрежимо мало). Следовательно, шарики сохраняют свое состояние покоя относительно тележки при любой постоянной скорости ее движения (v₁, v₂, v₃ и т. д.) относительно земли.
   Однако, при въезде тележки на песчаное препятствие (рис. 31, б), ее скорость резко падает, приводя к полной остановке. В процессе замедления оба шарика начинают двигаться относительно тележки, несмотря на отсутствие внешних толкающих сил. Это свидетельствует о том, что в системе отсчета, связанной с замедляющейся тележкой, закон инерции не соблюдается.

Номер 4*.

Дайте современную формулировку первого закона Ньютона.

Ответ:

Согласно современному определению первого закона Ньютона, если тело находится в системе отсчета, где либо отсутствуют внешние воздействия, либо эти воздействия взаимно уравновешиваются, то его скорость (включая как модуль, так и направление) остается неизменной.

Номер 5.

Какие системы отсчёта называют инерциальными; неинерциальными? Приведите примеры.

Ответ:

Понятие инерциальной системы отсчета тесно связано с первым законом Ньютона. В качестве иллюстрации можно представить движение автомобиля по прямолинейной траектории вдоль обочины дороги. Напротив, неинерциальная система отсчета возникает в ситуациях, когда этот закон не выполняется. Примерами служат свободное падение камня с определенной высоты или скольжение хоккейной шайбы по ледяной поверхности.

Решите задачи

УПРАЖНЕНИЕ 11

Номер 1.

На столе в равномерно и прямолинейно движущемся поезде стоит нелёгковесный игрушечный автомобиль. При торможении поезда автомобиль без внешнего воздействия покатился вперёд, сохраняя свою скорость относительно поверхности Земли. Выполняется ли закон инерции:

а) в системе отсчёта, связанной с Землёй;
б) в системе отсчёта, связанной с поездом, во время его прямолинейного и равномерного движения; во время торможения?

Можно ли в описанном случае считать инерциальной систему отсчёта, связанную с Землёй; с поездом?

Ответ:

а) В системе координат, привязанной к Земле, принцип инерции находит свое подтверждение, поскольку транспортное средство поддерживает постоянную скорость относительно земной поверхности.

б) Рассмотрим систему отсчета, ассоциированную с движущимся составом:
    При условии прямолинейного и равномерного перемещения поезда, закон инерции остается в силе.
    В момент замедления состава, действие закона инерции нарушается, поскольку поезд испытывает ускорение (в данном случае, отрицательное).
    В контексте данной задачи, систему отсчета, связанную с Землей, допустимо рассматривать как инерциальную.

   Что касается системы отсчета, связанной с поездом, при равномерном движении она может быть классифицирована как инерциальная.
   Однако, в период торможения, она перестает соответствовать критериям инерциальной системы отсчета.