Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà
§ 6. Ñëîæåíèå ñêîðîñòåé
Èçìåíèòñÿ ëè äâèæåíèå, åñëè ìû áóäåì åãî îïèñûâàòü â ðàçíûõ ñèñòåìàõ êîîðäèíàò?
 ëþáîé ëè ñèñòåìå êîîðäèíàò óäîáíî îïèñûâàòü äâèæåíèå?
Ïóñòü ïî ðåêå ïëûâ¸ò ìîòîðíàÿ ëîäêà è íàì èçâåñòíà å¸ ñêîðîñòü 1 îòíîñèòåëüíî âîäû, òî÷íåå, îòíîñèòåëüíî ñèñòåìû êîîðäèíàò K1 , äâèæóùåéñÿ âìåñòå ñ âîäîé (ðèñ. 1.19).
Òàêóþ ñèñòåìó êîîðäèíàò ìîæíî ñâÿçàòü, íàïðèìåð, ñ ìÿ÷îì, âûïàâøèì èç ëîäêè è ïëûâóùèì ïî òå÷åíèþ. Åñëè èçâåñòíà åù¸ è ñêîðîñòü òå÷åíèÿ ðåêè îòíîñèòåëüíî ñèñòåìû êîîðäèíàò Ê2 , ñâÿçàííîé ñ áåðåãîì, ò. å. ñêîðîñòü ñèñòåìû êîîðäèíàò Êõ îòíîñèòåëüíî ñèñòåìû êîîðäèíàò Ê2 , òî ìîæíî îïðåäåëèòü ñêîðîñòü ëîäêè 2 îòíîñèòåëüíî áåðåãà.
Çà ïðîìåæóòîê âðåìåíè Δt ïåðåìåùåíèÿ ëîäêè è ìÿ÷à îòíîñèòåëüíî áåðåãà ðàâíû Δ2 è Δ (ðèñ. 1.20), à ïåðåìåùåíèå ëîäêè îòíîñèòåëüíî ìÿ÷à ðàâíî Δ1 . Èç ðèñóíêà 1.20 âèäíî, ÷òî
Δ2 = Δ1 + Δ . (1.7)
Ðàçäåëèâ ëåâóþ è ïðàâóþ ÷àñòè óðàâíåíèÿ (1.7) íà Δt, ïîëó÷èì
Ó÷ò¸ì òàêæå, ÷òî îòíîøåíèÿ ïåðåìåùåíèé ê èíòåðâàëó âðåìåíè ðàâíû ñêîðîñòÿì. Ïîýòîìó
2 = 1 + .
Ñêîðîñòè ñêëàäûâàþòñÿ ãåîìåòðè÷åñêè, êàê è âñå äðóãèå âåêòîðû. Óðàâíåíèå (1.8) íàçûâàþò çàêîíîì ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé .
Êàê çàïèøåòñÿ êëàññè÷åñêèé çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé, åñëè (1.9) íåïîäâèæíîé ñ÷èòàòü ñèñòåìó, ñâÿçàííóþ ñ ìÿ÷îì, à ïîäâèæíîé — ñ áåðåãîì?
Êàê è ëþáîå âåêòîðíîå óðàâíåíèå, óðàâíåíèå (1.8) ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé êîìïàêòíóþ çàïèñü ñêàëÿðíûõ óðàâíåíèé, â äàííîì ñëó÷àå — äëÿ ñëîæåíèÿ ïðîåêöèé ñêîðîñòåé äâèæåíèÿ íà ïëîñêîñòè:
υ2x = υ1x + υx,
υ2y = υ1y + υy. (1.9)
Ïðîåêöèè ñêîðîñòåé ñêëàäûâàþòñÿ àëãåáðàè÷åñêè.
Çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé ïîçâîëÿåò îïðåäåëÿòü ñêîðîñòü òåëà îòíîñèòåëüíî ðàçíûõ ñèñòåì îòñ÷¸òà, äâèæóùèõñÿ îòíîñèòåëüíî äðóã äðóãà.
Âàæíî
Êëàññè÷åñêèé çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé ñïðàâåäëèâ äëÿ òåë, äâèæóùèõñÿ ñî ñêîðîñòÿìè, ìíîãî ìåíüøèìè ñêîðîñòè ñâåòà.
Ïîíàáëþäàéòå, ñ êàêîé ñêîðîñòüþ äâèæóòñÿ òåëà îòíîñèòåëüíî ðàçíûõ ñèñòåì îòñ÷¸òà, íàïðèìåð ïàññàæèð, èäóùèé âäîëü äâèæóùåãîñÿ âàãîíà ïîåçäà è ò. ï.
Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé
Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó
1. Ñôîðìóëèðóéòå çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé.
2. Âåëîñèïåäèñò äâèæåòñÿ ïî äîðîæêå ñî ñêîðîñòüþ . ×åìó ðàâíà ñêîðîñòü äîðîæêè îòíîñèòåëüíî âåëîñèïåäèñòà?
3. Ëîäêà ïëûâ¸ò ÷åðåç ðåêó, âûäåðæèâàÿ êóðñ ïåðïåíäèêóëÿðíî áåðåãàì. Çàïèøèòå äëÿ ëîäêè çàêîí ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé, ñâÿçàâ íåïîäâèæíóþ ñèñòåìó êîîðäèíàò ñ âîäîé.
Îáðàçöû çàäàíèé ÅÃÝ
A1. Äâà àâòîìîáèëÿ äâèæóòñÿ ïî ïðÿìîé äîðîãå â îäíîì íàïðàâëåíèè: îäèí — ñî ñêîðîñòüþ 50 êì/÷, à äðóãîé — ñî ñêîðîñòüþ 70 êì/÷. Ïðè ýòîì îíè
1) ñáëèæàþòñÿ 3) íå èçìåíÿþò ðàññòîÿíèå äðóã îò äðóãà
2) óäàëÿþòñÿ 4) ìîãóò ñáëèæàòüñÿ, à ìîãóò óäàëÿòüñÿ
A2. Äâà àâòîìîáèëÿ äâèæóòñÿ â îäíîì íàïðàâëåíèè ïî ïðÿìîìó øîññå. Ñêîðîñòü ïåðâîãî ðàâíà , à ñêîðîñòü âòîðîãî 2 . ×åìó ðàâíà ñêîðîñòü ïåðâîãî àâòîìîáèëÿ îòíîñèòåëüíî âòîðîãî?
1) 0 2) 3) 2 4) -
A3. Êàòåð, äâèãàÿñü âäîëü ïî ðåêå, ïðîõîäèò 2 êì ïî òå÷åíèþ, ðàçâîðà÷èâàåòñÿ (ìãíîâåííî) è âîçâðàùàåòñÿ â ïóíêò îòïðàâëåíèÿ. Ñêîðîñòü êàòåðà îòíîñèòåëüíî âîäû 36 êì/÷, à ñêîðîñòü òå÷åíèÿ ðåêè 4 êì/÷. Ïîëíîå âðåìÿ äâèæåíèÿ êàòåðà òóäà è îáðàòíî ðàâíî
1) 4 ìèí 2) 6,75 ìèí 3) 12,5 ìèí 4) 21,1 ìèí
A4. Ïëîâåö ïåðåïëûâàåò ðåêó ïî êðàò÷àéøåìó ïóòè. Ñêîðîñòü ïëîâöà îòíîñèòåëüíî âîäû 5 êì/÷, ñêîðîñòü òå÷åíèÿ 3 êì/÷. Ñêîðîñòü ïëîâöà îòíîñèòåëüíî áåðåãà ðàâíà
1) 2 êì/÷ 2) 3 êì/÷ 3) 4 êì/÷ 4) 8 êì/÷