Закон сложения скоростей на примерах

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 01:39 | 04.03.2013 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Закон сложения скоростей на примерах. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

В разных системах отсчета силы скоростей движения тела будет связывать между собой классический закон сложения скоростей, который звучит таким образом: скорость тел относительно неподвижной системы отсчета равнозначна сумме скоростей в подвижной системе и наиболее подвижной системы отсчета в отношении к неподвижной.

На примерах можно рассмотреть движение пассажирского поезда по железной дороге при скорости 65 км/ч. По вагону такого поезда человек может перемещаться со скоростью, например, в 5 км/ч. Если воспринимать что железная дорога неподвижная и принимать ее за систему отсчета, тогда скорость человека относительно системы отсчёта (то есть относительно железной дороги), будет равна сложению скорости поезда и человека.

В первом случае скорость определяется сложением, поскольку человек перемещается в одном направлении с поездом, то есть скорость будет 70 км/ч (65 + 5).

Что касается второго случая, то он имеет место в ситуации, когда поезд и человек движутся в разных направлениях, то есть скорость получится 60 км/ч (65 – 5).

Однако это будет справедливым только в случае передвижения человека и поезда по одной линии. Если же имеет место перемещение человека под некоторым углом, тогда нужно будет учитывать и этот угол, понимая, что скорость является все-таки векторной величиной.

Вышеприведенный пример стоит рассмотреть более подробно для лучшего понимания действия силы скорости. Железная дорога в данном случае представляет неподвижную систему отсчета. В то же время, поезд, который по ней движется, будет подвижной системой. Вагон, по которому движется человек, представляет часть поезда.

Замечание 2

За незначительный промежуток времени $\delta t$ успеют произойти такие события:

Человек будет перемещаться относительно вагона на расстояние $\vec{\delta S_ч}$;

Относительно железной дороги вагон будет перемещаться на такое расстояние: $\vec{\delta S_в}$.

В таком случае, за данный временной промежуток относительно железной дороги перемещение человека определяется таким образом:

$\vec{\delta S} = \vec{\delta S_ч}+\vec{\delta S_в}$

Это называется законом сложения перемещений. В приведенном примере перемещение человека относительно железной дороги будет равнозначно сумме его перемещений относительно вагона и также вагона относительно самой железной дороги: $\vec{\delta S = \vec{\delta U_ч}\delta t+\vec{\delta U_в}\delta t}$

Скорость человека относительно железной дороги тогда будет равной:

$\vec{U} = \frac{\vec{\delta S}}{\delta t}$

Поскольку $\vec{\delta S} = \vec{\delta S_ч}+\vec{\delta S_в}$, то

$U=\frac{\vec{\delta S}}{\delta t}=\frac{{vec{\delta S_ч}+\vec{\delta S_в}}{\delta t}=\frac{\vec{\delta S_ч}}{\delta t}+{\delta S_в}}{\delta t}$

Скорость человека относительно вагона тогда будет определяться так:

$\vec{\delta U_ч} = \frac{vec{\delta S_ч}}{\delta t}$

Скорость вагона относительно железной дороги составит:

$\vec{\delta U_в} = \frac{\vec{\delta S_в}}{\delta t}$

Таким образом, сила скорости человека относительно железной дороги определяется следующим образом:

$\vec{U} = vec{\delta U_ч}+\vec{\delta U_в}$

Определение 1

Она определяется как векторное произведение вектора силы, а также радиус-вектора, который проведен от оси вращения к точке приложения указанной силы.

Момент силы выступает характеристикой вращательного воздействия силы на твердое тело. Понятия «вращающий» и «крутящий» моменты не будут считаться при этом тождественными, поскольку в технике понятие «вращающий» момент рассматривают как внешнее, прикладываемое к объекту, усилие.

В то же время, понятие «крутящий» рассматривается в формате внутреннего усилия, возникающего в объекте под воздействием определенных приложенных нагрузок (подобным понятием оперируют при сопротивлении материалов).

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Закон сложения скоростей на примерах, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.