Система отсчета и относительность движения

Слайд 1. Система отсчета и относительность движения

Физика, 9 класс. Основы кинематики

Слайд 2. Что такое механическое движение?

Механическое движение — это изменение положения тела в пространстве относительно других тел, происходящее с течением времени.

Главная особенность движения — его относительность. Говорить о движении, не указав «относительно чего», в физике бессмысленно.

Слайд 3. Тело отсчета

Тело, относительно которого рассматривается движение.

Выбор тела отсчета произволен (Земля, дом, движущийся поезд).

От выбора тела отсчета зависит, будет ли объект считаться движущимся или покоящимся.

Обычно за тело отсчета принимают Землю или объекты, неподвижные относительно неё.

Слайд 4. Система координат

Для определения положения тела (точки) в пространстве через тело отсчета проводят оси координат.

В зависимости от характера движения используют:

1. Одномерную систему (линия);

2. Двумерную (плоскость);

3. Трехмерную (объем).

Слайд 5. Компоненты системы отсчета

Система отсчета — это совокупность трех элементов:

1. Тело отсчета (выбранный материальный объект).

2. Система координат (связанная с телом отсчета).

3. Прибор для измерения времени (часы).

Только наличие всех трех компонентов позволяет полностью описать движение тела.

Слайд 6. Виды систем координат

Движение вдоль прямой (автомобиль на шоссе, лифт, бегун на дистанции).

Движение по поверхности (корабль в море, шайба на льду, шахматная фигура).

Движение в объеме (самолет в небе, подводная лодка, молекула газа).

Слайд 7. Относительность покоя и движения

Относительно вагона пассажир покоится. Относительно перрона — движется вместе с поездом.

Относительно Земли дерево неподвижно. Относительно водителя едущего авто дерево движется назад.

Слайд 8. Относительность траектории

Траектория — это линия, вдоль которой движется тело. Её форма зависит от выбора системы отсчета.

Пример: точка на ободе катящегося колеса описывает окружность относительно оси колеса и сложную кривую (циклоиду) относительно поверхности дороги.

Слайд 9. Относительность пути и перемещения

Пройденный путь может быть разным в разных системах отсчета.

Перемещение тела также зависит от выбора тела отсчета.

Например, для человека в идущем вагоне путь до купе составит 5 метров, а для наблюдателя на насыпи — сотни метров.

Слайд 10. Классический закон сложения скоростей

Скорость тела относительно неподвижной системы координат ${\vec{v}}_{\text{абс}}$ равна векторной сумме скорости тела относительно подвижной системы ${\vec{v}}_{\text{отн}}$ и скорости самой подвижной системы относительно неподвижной ${\vec{v}}_{\text{пер}}$.

$${\vec{v}}_{\text{абс}}={\vec{v}}_{\text{отн}}+{\vec{v}}_{\text{пер}}$$

Слайд 11. Важные следствия относительности

Может быть равна нулю, положительна или отрицательна в зависимости от направления осей.

Абсолютного покоя не существует, так как любое тело во Вселенной движется.

Прямая линия в одной СО может стать кривой в другой СО.

В классической механике время и ускорение считаются одинаковыми во всех СО.

Слайд 12. Сравнение физических величин

Слайд 13. Всякое движение в мире относительно. Чтобы описать движение, мы должны прежде всего выбрать систему отсчета.

— Альберт Эйнштейн

Слайд 14. Подведем итоги

Механическое движение всегда рассматривается относительно выбранного тела отсчета.

Система отсчета включает: тело отсчета, систему координат и прибор для отсчета времени.

Траектория, путь и скорость являются относительными величинами.

Закон сложения скоростей позволяет переходить из одной системы отсчета в другую.

Слайд 15. Мир находится в постоянном движении. Спасибо за внимание!