ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ Бирюкова Ксения Сергеевна, 10 А

ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ Бирюкова Ксения Сергеевна, 10 А класс, МОУ «Гимназия № 5» , Г. Юбилейный Московской области, birykova 1996@mail. ru Научный руководитель: профессор кафедры «Прикладная механика и математика» Московского государственного строительного университета, д. т. н. , с. н. с Лебедев Владимир Валентинович, Lebedev_v_2010@mail. ru

«Результаты стрельбы будут всегда одинаковые, к какой бы стране света она ни была направлена… это произойдет потому, что так же должно получаться, будет ли Земля в движении или стоять неподвижно… Дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью, тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы» . «Письма к Инголи» , 1624 г. Галилео-Галилей (1564 -1642)

Принцип относительности Галилея все механические процессы (явления) протекают одинаково во всех инерциальных системах отчета

Инерциальные системы отчета (ИСО) Вагон: V=0, S=0 Земля: V=const, S не равно 0 Закон инерции: если на тело не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано, то оно остается в покое или движется равномерно и прямолинейно (т. е. движется с а = 0). ВЫПОЛНЯЕТСЯ!

Неинерциальные системы отчета (НСО) Вагон – это НСО Земля – это ИСО Закон инерции: если на тело не действуют другие тела или действие других тел скомпенсировано, то оно остается в покое или движется равномерно и прямолинейно (т. е. движется с а = 0). НЕ ВЫПОЛНЯЕТСЯ относительно вагона!

Принцип относительности Галилея Законами Ньютона можно пользоваться только в инерциальных системах отсчета! Эти законы во всех ИСО одинаковы! Разными могут быть только величины входящие в эти законы! (скорость, перемещение, начальная координата, путь, траектория…)

YЗ ПРИНЦИП ГАЛИЛЕЯ ОПИСЫВАЕТ ДВИЖЕНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ КООРДИНАТ YB OВ XВ Подвижная система координат – велосипед. Вращающаяся система координат – спица. XС OС OЗ XС OС Неподвижная система координат – Земля. ХЗ

ПРИНЦИП ГАЛИЛЕЯ ОПИСЫВАЕТ ДВИЖЕНИЕ В РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ КООРДИНАТ Вращающаяся система координат – спица.

АБСОЛЮТНОГО ДВИЖЕНИЯ НЕТ! ДВИЖЕНИЕ ВСЕГДА ОТНОСИТЕЛЬНО! Муха спит на конце спицы колеса. По какой траектории двигается муха? 1) Относительно спицы муха не двигается. В системе координат «Спица» муха покоится. Траектория мухи в системе координат «Спица» – точка. 2) Относительно оси велосипеда муха движется по окружности. Велосипедист может увидеть три типа траектории мухи: - окружность (если смотрит с оси велосипеда); - эллипс (если смотрит под углом к оси); - отрезок (если смотрит на колесо сверху). 3) Относительно Земли муха движется по циклоиде.

ВЗАИМОСВЯЗЬ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ КООРДИНАТ Y 1 Y 2 Х 1 Х 2

ПАРАШЮТИСТ И ВЕТЕР YЗ YB Ветер Подвижная система координат воздух OВ OЗ XВ Неподвижная система координат - Земля ХЗ

КАПЛЯ ПАДАЕТ В ВАГОНЕ YЗ YB OB OЗ Подвижная система координат -вагон Куда упадёт капля с потолка вагона, движущегося равномерно и прямолинейно? XB Неподвижная система координат - Земля XЗ

ЧЕЛОВЕК ПЕРЕПЛЫВАЕТ РЕКУ Подвижная система YЗ координат - вода YB Течение OB OЗ XB Неподвижная система координат - Земля XЗ

ПРИНЦИП ГАЛИЛЕЯ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ – ЭТО ТРЕУГОЛЬНИК ВЕКТОРОВ SТН= S ТП + S ПН Sтп Sтн Если известны любые два вектора, то всегда можно найти третий вектор. S ТП Sпн SТН - перемещение тела относительно неподвижной системы координат; - перемещение тела относительно подвижной системы координат; SПН - перемещение подвижной системы координат относительно неподвижной.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ДВУХ ФОРМ ЗАПИСИ SТН= S ТП + S ПН Принцип Галилея для сложения перемещений. Делим каждое слагаемое на время t. SТН S ТП S ПН = + t t t Принцип Галилея для сложения скоростей. VТН= V ТП + V ПН

ПРИНЦИП ГАЛИЛЕЯ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ СКОРОСТЕЙ – ЭТО ТРЕУГОЛЬНИК ВЕКТОРОВ v ТН= v vтп ТП + v ПН vтн Если известны любые два вектора, то всегда можно найти третий вектор. v ТП vпн v ТН - скорость тела относительно неподвижной системы координат; - скорость тела относительно подвижной системы координат; v ПН - скорость подвижной системы координат относительно неподвижной.

НЕ СУЩЕСТВУЕТ ПРИНЦИПА ГАЛИЛЕЯ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ УСКОРЕНИЙ!

БЫСТРОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ (ЕГЭ ЧАСТИ А, В)

КОМПЛЕКС ЗАДАЧ О ДОЖДЕ Капли дождя падают вертикально вниз со скоростью 50 м/с. Автомобиль едет со скоростью 15 м/с. При каком угле наклона к вертикали заднее стекло останется сухим? Решаем очень быстро – в три действия ! Четвёртое действие – ответ. 1. Это дождь на Земле (50 м/с). А это ответ на пятёрку! Ответ: 3. Этого не хватает в треугольнике! о Это дождь по автомобилю. tg 2. Это автомобиль на Земле (15 м/с). о = 15/50 = 0, 3 ; < 16, 7 о. =

КОМПЛЕКС ЗАДАЧ ОБ АВТОМОБИЛЯХ Два автомобиля удаляются от перекрёстка дорог, расходящихся под углом 72 градуса. Скорость одного автомобиля 72 км/ч, другого – 90 км/ч. С какой скоростью удаляются автомобили друг от друга? Решаем очень быстро – действия не считаем ! Это перекрёсток дорог. А этого не хватает! Это величина V скорости взаимного удаления автомобилей. Это первый автомобиль (20 м/с). =72 Повторяем геометрию. Теорема косинусов. о Это второй автомобиль (25 м/с). Ответ:

ЗАДАЧИ ОБ УДАРЕ ПО МЯЧУ Мяч летит горизонтально на футболиста со скоростью 20 м/с. Футболист ударяет абсолютно упруго по летящему навстречу мячу тяжёлым ботинком со скоростью 18 м/с. С какой скоростью полетит мяч после удара? 1) Ботинок «видит» , что мяч летит к нему со скоростью 20+18=38 м/с. 2) После абсолютно упругого удара мяч отскочит от ботинка с такой же скоростью 38 м/с, но в противоположную сторону. 3) Ботинок добавит ещё 18 м/с. Ответ: 38+18=56 м/с.

YЗ ЗАДАЧА О СКОРОСТИ ТОЧКИ ОБОДА КАТЯЩЕГОСЯ КОЛЕСА А Удвоенная «земная» скорость! Велосипед по Земле Точка А по велосипеду D С Точка В «прилипла» к Земле В OЗ Неподвижная система координат – Земля. ХЗ

Домашнее задание: § 30 – учить, законы Ньютона №