Ruch i spoczynek w różnych układach odniesienia
Po zapoznaniu się z wpisem „Czym jest ruch?” wiesz już, że ruch jest względny (spoczynek również) i decydującą rolę odgrywa układ odniesienia – dopiero po jego określeniu można decydować, czy dane ciało spoczywa, czy się porusza. W tym ćwiczeniu możesz poćwiczyć określać ruch i spoczynek w różnych układach odniesienia.
Poniżej znajdziesz różne układy odniesienia. Do każdego z nich podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku względem tego układu. Jeśli rozwiniesz rozwiązanie, zobaczysz przykładowe odpowiedzi, ale oczywiście nie są to jedyne poprawne rozwiązania, bo takich jest nieskończenie wiele. Przykładowe odpowiedzi mają Ci jedynie pomóc w razie trudności w znalezieniu własnych. Powodzenia!
Ruch i spoczynek – przykłady
Punkt na dziobie samolotu
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia punktu na dziobie samolotu. Jakie ciało spoczywa względem tego punktu? Jakie ciało się względem niego porusza?
Przykład ruchu
Stewardessa przechodząca na tył samolotu. Zauważ, że jej prędkość w tym układzie to zwykła prędkość idącego człowieka. W tym układzie w ruchu jest też dowolny punkt na powierzchni Ziemi.
Przykład spoczynku
Pasażer siedzący w fotelu lub jego bagaż podręczny. Oczywiście względem powierzchni Ziemi ich prędkość jest taka sama jak prędkość samolotu, ale we wskazanym układzie odniesienia cały samolot spoczywa.
Narożnik pokoju
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia narożnika pokoju. Jakie ciało spoczywa względem tego punktu? Jakie ciało się względem niego porusza?
Przykład ruchu
Mucha latająca po pokoju. Tu dość prosto wskazać wiele innych przykładów, bo narożnik pokoju nie przemieszcza się względem powierzchni Ziemi, zatem nie musimy jakoś znacząco zmieniać perspektywy.
Przykład spoczynku
Książka leżąca na półce. Tu też przykładów można z łatwością wskazać całe mnóstwo.
Boja unosząca się na morzu
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia boi unoszącej się na morzu. Jakie ciało spoczywa względem niej? Jakie ciało się względem niej porusza?
Przykład ruchu
Kamyk leżący na dnie morza. Może być też płynący statek, lecąca mewa, człowiek spacerujący po plaży.
Przykład spoczynku
Mewa siedząca na boi. W tym przypadku zdecydowanie trudniej jest wymyślić przykłady. Czasem sąsiednia boja, jeśli fale uderzają w nią w taki sam sposób, też może spoczywać w tym układzie odniesienia, ale to szczególny przypadek, wiemy, jak kapryśne potrafią być fale.
Koniec skrzydła kręcącego się wiatraka
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia końca skrzydła kręcącego się wiatraka. Jakie ciało spoczywa względem tego punktu? Jakie ciało się względem niego porusza?
Przykład ruchu
Podstawa wiatraka (cyklicznie przybliża się do końca skrzydła i od niego oddala).
Przykład spoczynku
Koniec sąsiedniego skrzydła (jeśli jedna z osi układu współrzędnych związanego z wybranym układem odniesienia pokrywa się ze skrzydłem wiatraka, to koniec sąsiedniego skrzydła ma stale takie samo położenie).
Wybrany punkt ściany w ISS (Międzynarodowej Stacji Kosmicznej)
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia punktu w ścianie ISS. Jakie ciało spoczywa względem tego punktu? Jakie ciało się względem niego porusza?
Przykład ruchu
Szczyt Mount Everest (lub inny dowolnie wybrany punkt lub obiekt na powierzchni Ziemi).
Przykład spoczynku
Śpiący członek załogi lub przedmioty na stacji, które są na stałe przytwierdzone na swoich miejscach.
Winda zjeżdżająca z piątego piętra na parter
Podaj po jednym przykładzie ruchu i spoczynku w układzie odniesienia windy zjeżdżającej z piątego piętra na parter. Jakie ciało spoczywa względem tego punktu? Jakie ciało się względem niego porusza?
Przykład ruchu
Drzwi do mieszkania na piątym piętrze (na innych piętrach oczywiście też).
Przykład spoczynku
Pasażer stojący w windzie oraz inne rzeczy i osoby, które się w tej windzie znajdują i względem niej nie przemieszczają.
Podsumowanie
Mam nadzieję, że po wykonaniu tego ćwiczenia lepiej rozumiesz zagadnienie określania ruchu i spoczynku w wybranych układach odniesienia. Widzisz, że potrzebna jest tu dobra wyobraźnia. Czasem zmiana perspektywy nie jest taka prosta, trzeba odejść od swoich zwyczajnych wyobrażeń i codziennej intuicji. Tę umiejętność możesz też ćwiczyć w różnych sytuacjach, które Cię spotykają. Jedziesz samochodem lub pociągiem – obserwuj inne obiekty, zastanów się, co względem Ciebie w danej chwili spoczywa, a co się porusza. Postaw się na miejscu kogoś innego, kogo widzisz, zastanów się, co dla niego jest w ruchu, a co w spoczynku. To bardzo ubogaca wyobraźnię, polecam.