Движется ли легкий воздушный шарик уносимый ветром относительно земли относительно ветра кратко

Обновлено: 04.07.2024

Для изучения движения тел научимся прежде всего описывать движения. При этом вначале не будем выяснять, как возникают эти движения. Раздел механики, в котором движения изучаются без исследования причин, их вызывающих, называют кинематикой.

Движение каждого тела можно рассматривать по отношению к любым другим телам. По отношению к разным телам данное тело будет совершать различные движения: чемодан, лежащий на полке в вагоне идущего поезда, относительно вагона покоится, но относительно Земли движется. Воздушный шар, уносимый ветром, относительно Земли движется, но относительно воздуха покоится. Самолет, летящий в строю эскадрильи, относительно других самолетов строя покоится, но относительно Земли он движется с большой скоростью, например 800 километров в час, а относительно такого же встречного самолета он движется со скоростью 1600 километров в час.

В кинофильмах часто показывают одно и то же движение относительно разных тел: например, показывают поезд, движущийся на фоне пейзажа (движение относительно Земли), а затем — купе вагона, за окном которого видны мелькающие деревья (движение относительно вагона).

Всякое движение, а также покой тела (как частный случай движения) относительны. Отвечая на вопрос, покоится тело или движется и как именно движется, необходимо указать, относительно каких тел рассматривается движение данного тела. Иначе никакое высказывание о его движении не может иметь смысла.

2.1. Будет ли развеваться флажок, укрепленный на корзине воздушного шара, уносимого ветром?

Копирование информации со страницы разрешается только с указанием ссылки на данный сайт

Аналогичено, если кинуть шарик в воду. Относительно земли он будет двигаться, а относительно реки покоится. Так как двигается с той же скоростью что и течение.

ветер есть поток воздуха. в машине едешь - относительно машины покоишься. Все в этом мире относительно

А Вы уверенны что он полностью неподвижен относительно воздуха? И при порывах и при тепловых потоках, и прочих возмущениях?. .
А Вас не удивляет что дом где Вы живёте движется относительно солнца и луны ..с разными скоростями?

По определению. Ветер - это ДВИЖЕНИЕ воздуха относительно Земли, значит, он (ветер) (и шар с ним) относительно Земли ДВИЖЕТСЯ. А поскольку шар ВЕТРОМ уносится (соответственно, никакая другая сила его (шар) относительно воздуха не перемещает) , относительно воздуха он ПОКОИТСЯ.

Упражнение 1 № 5, Параграф § 1 из решебника ГДЗ на белый учебник по Физике 9 класса от авторов А. В. Пёрышкин, Е. М. Гутник. Готовое домашнее задание актуально на 2014-2018 годы.

Относительно какого тела отсчёта рассматривают движение, когда говорят: а) скорость ветра равна 5 м/с; б) бревно плывёт по течению реки, поэтому его скорость равна нулю; в) скорость плывущего по реке дерева равна скорости течения воды в реке; г) любая точка колеса движущегося велосипеда описывает окружность; д) солнце утром восходит на востоке, в течение дня движется по небу, а вечером заходит на западе?

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Относ. дв. 9класс.docx

Кашицына Галина Леонтьевна

Цель урока: Создание благоприятных условий для развития творческой и мыслительной деятельности учащихся.

Учебные задачи, направленные на достижение личностных результатов обучения:

развитие мотивации образовательной деятельности обучающихся на основе личностно ориентированного подхода;

развитие познавательных интересов обучающихся;

развитие самостоятельности в приобретении новых знаний.

Учебные задачи, направленные на достижение метапредметных результатов обучения:

развитие умений организации учебной деятельности: постановки целей, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности;

развитие умений соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата, определять способы действий в рамках предложенных условий и требований;

развитие умений оценивать правильность выполнения учебной задачи;

развитие умений устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

развитие умений организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками.

Учебные задачи, направленные на достижение предметных результатов обучения:

продолжить формирование у школьников научного мировоззрения ;

глубже познакомить учащихся с процессом физического познания мира ;

познакомить у чащи хся с понятием относительности.

Тип урока : урок формирования новых знаний.

Формы работы учащихся:

работа в группах и индивидуальная работа

Необходимые технические средства:

Демонстрации: презентация.

Оборудование: задания для групп; задания для проверки знаний (таблица); коробка от спичек, полоска бумаги, скотч, фломастер, ручка.

1. Организация начала занятий.

2. Актуализация.

3. Изучение нового материала (работа в группах).

4. Рефлексия.

5. Домашнее задание.

Организация начала занятий.

Слайд 2.

Движенья нет, сказал мудрец брадатый.

Другой молчал и стал пред ним ходить.

Сильнее бы не мог он возразить;

Хвалили все ответ замысловатый;

Но, господа, забавный случай сей

Другой пример на память мне приводит:

Ведь каждый день пред нами Солнце ходит,

Однако ж прав упрямый Галилей.

Ребята, о каких явлениях идет речь в известном литературном отрывке А.С. Пушкина?

Слайд 3.

А верное ли отражение нашли эти физические явления в строках великого поэта?

Чтобы отгадать загадки движения ( Слайд 4 ), чтобы понять сущность движения Солнца повторим некоторые теоретические положения. Для этого у вас на столах лежат листы, в которых вам предлагается соотнести левый и правый столбик. Работаем самостоятельно. На это у вас будет 3 минуты. Все понятия вам знакомы! Время пошло.

А теперь проведём проверку и самооценку! Перед вами на доске правильная комбинация! ( Слайд 5 )

3. Изучение нового материала (работа в группах).

Мы с вами довольно много знаем о движение. Повторенный нами материал поможет нам приблизиться к решению возникшей проблемы на нашем уроке. Но чтобы замысловатую тайну движения раскрыть до конца мы обратимся к заданиям, лежащим у каждой группы на столе (заранее разделить на группы)

Вторая группа – экспериментаторы. Ваша задача выполнить несколько демонстраций и ответить на вопросы.

Третья группа – практиканты. Ваша задача, пользуясь учебником решить несколько задач и объяснить их.

После того, как вы выполните задания, предложенные на листах, вы должны продумать: как лучше презентовать ваш материал и кто это сделает. После чего приступим к обсуждению полученных результатов. На всю работу у вас 20 минут. Время пошло – приступайте.

Итак, время вышло. Я вызываю по одному представителю от группы, чтобы презентовать свою работу. На выступление у каждого будет по 2 минуты!

Презентация работы в группах.

Учитывая всё то, о чём мы с вами говорили на сегодняшнем уроке, ответим на вопрос, действительно Солнце движется перед нами? Дайте ответ на этот вопрос, предварительно обсудив его в группах в течение 1 минуты!

Правильный ответ: нельзя говорить о движении не указав тело отчёта, таким образом, если автор рассматривал движение относительно человека, то, действительно, солнце двигалось перед нами, а если автор рассматривал СО связанную с Солнцем, то мы двигались перед ним! Поэтому автор и прав и не прав одновременно!

4. Рефлексия.

Сейчас предлагаю вам взять тетради и записать как вы поняли, что такое относительность и величины какие могут быть относительными, а также дописать предложения, представленные на Слайде 6.

1. Я не знал …, а теперь я знаю…

2. У меня не получалось…, а теперь получается…

3. Я не понимал…, а теперь понимаю…

5. Домашнее задание. Слайд 7.

Домашнее задание §9, упражнение после §9 (2, 3) для всех.

Скорость – это…

Физическое явление изменения местоположения тела в пространстве с течением времени, относительно других тел

Траектория – это…

Направленный отрезок, соединяющий начальное и конечное положение точек

Тело отсчёта – это…

тело, размерами которого можно пренебречь в условиях данной задачи

Система отсчёта – это…

Линия, вдоль которой движется тело

Векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения местоположения тела в пространстве с течением времени, относительно других тел

Перемещение – это…

Длинна траектории

Механическое движение – это…

Векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости тела в пространстве с течением времени, относительно других тел

Равномерное движение

это движение с ускорением

Неравномерное движение

Это движение без ускорения, с постоянной скоростью

Ускорение – это…

Система включающая: тело отсчёта, систему координат (линейку) и прибор для измерения времени (часы)

Материальная точка – это…

Тело относительно которого рассматривается движение

Задание для первой группы.

Внимательно прочитать текст.

Ответить на вопросы.

Текст:

Раздел механики, в котором движения изучаются без исследования причин, их вызывающих, называют кинематикой.

Движение тел можно описывать в различных системах отсчета. С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны. Однако кинематические характеристики движения, такие как траектория, перемещение, скорость, в разных системах оказываются различными. Величины, зависящие от выбора системы отсчета, в которой производится их измерение, называют относительными.

Движение каждого тела можно рассматривать по отношению к любым другим телам. По отношению к разным телам данное тело будет совершать различные движения: чемодан, лежащий на полке в вагоне идущего поезда, относительно вагона покоится, но относительно Земли движется. Воздушный шар, уносимый ветром, относительно Земли движется, но относительно воздуха покоится. Самолет, летящий в строю эскадрильи, относительно других самолетов строя покоится, но относительно Земли он движется с большой скоростью, например 800 км в час, а относительно такого же встречного самолета он движется со скоростью 1600 км в час.

Для описания движения тела нужно указать, как меняется положение его точек с течением времени. При движении тела каждая его точка описывает некоторую линию — траекторию движения. Проводя мелом по доске, мы оставляем на ней след — траекторию движения кончика мела. Рукопись — это траектория кончика пера. Светящийся след метеорного тела на ночном небе, туманные следы альфа-частиц — это траектории метеорного тела и альфа-частиц. В ожидании солнечного затмения астрономы заранее вычисляют траекторию движения лунной тени по поверхности Земли. На рисунке показана такая траектория для ближайшего полного затмения, которое будет видно в Москве.

Так как движение относительно, то траектория может зависеть от выбора системы отсчета. Например, в безветренную погоду струи дождя представляются вертикальными, если за ними следить из окна стоящего вагона: капли оставляют на оконных стеклах вертикальные следы. Но если поезд тронулся, то по отношению к идущему вагону струи дождя представятся косыми: дождевые капли будут оставлять на стеклах наклонные следы, причем наклон будет тем больше, чем больше скорость поезда. На рисунке изображена траектория, которую описывает относительно земной поверхности точка Р на ободе колеса, катящегося по прямой дороге. Относительно телеги траекторией точки Р будет, конечно, сама окружность обода.

Вопросы:

Как называется раздел механики, в котором рассматривается движение без исследования причин?

Где описывают движение?

Что такое относительные величины? Какие величины к ним относятся?

Что можно сказать о покое и движении? Что нужно знать, чтобы их рассматривать?

Сложная задача про шарик с тянущейся за ним веревкой.

Задача. Наполненный гелием воздушный шарик почти идеальной сферической формы, если его отпустить в безветренную погоду, будет подниматься вверх со скоростью, постепенно достигающей величины м/с. Если привязать к нему кусок тонкой гибкой нерастяжимой однородной веревки, то шарик сможет подниматься вверх, если длина куска не превышает см. К шарику привязали кусок такой же веревки длиной м и расстелили нижний конец веревки на горизонтальной поверхности. Коэффициент трения между веревкой и поверхностью . С какой скоростью будет в установившемся режиме двигаться шарик с прикрепленной веревкой при ветре, дующем вдоль поверхности со скоростью м/с?

Задача про шарик

На какой высоте над поверхностью будет двигаться верхний конец веревки? Воздействием ветра на веревку пренебречь. Сила сопротивления воздуха, действующая на шар, пропорциональна квадрату его скорости относительно воздуха.

Решение. Отпускаем шарик в безветренную погоду:

Шарик в безветренную погоду

Пусть – линейная плотность веревки.

$\lambda=\frac<m> $

По второму закону Ньютона

Шарик с короткой веревкой поднимается

Пусть ветер вправо. Относительно ветра скорость шарика влево, поэтому сила сопротивления вправо. (Переходим в СО ветра).

Скорости ветра, шарика, шарика относительно ветра

Шарик с длинной веревкой

и – в разных точках разные, так как веревка весомая.

$T_x= k\upsilon_<sh_v> ^2$

$\upsilon_<sh_v> $
– скорость шарика относительно ветра.

Силы на веревку

– масса провисающего куска веревки длиной 50 см.

Откуда и следует, что длина провисающего куска – 50 см.

Имеем, с одной стороны,

$k\upsilon_<sh_v> ^2=\mu \lambda (L-l)g$

Разделим эти уравнения:

$\upsilon_<sh_v> ^2=\upsilon^2\frac<\mu(L-l)>$

$\upsilon_<sh_v> =\upsilon\sqrt<\frac<\mu(L-l)>>$

$\upsilon_<sh_v> =3\sqrt>=3$

Но скорость ветра равна 2,5 м/с, значит, скорость шарика относительно земли 0,5 м/с. Получили противоречие. Значит, шарик в покое.

Теперь ответим на второй вопрос задачи.

Силы на веревку

Сила равна силе сопротивления – мы ее нашли ранее.

$T_1=\sqrt<F_c^2+m_v^2g^2> $

– масса веревки.

Разобьем веревку на малые отрезки и рассмотрим один из них.

Малый кусочек веревки

$Ox: (T+\Delta T)\cos(\varphi+\Delta \varphi)=T\cos\varphi$

$Oy: (T+\Delta T)\sin(\varphi+\Delta \varphi)= T\sin\varphi+\Delta mg$

$Ox: (T+\Delta T)(\cos\varphi\cos \Delta \varphi-\sin\varphi\sin \Delta\varphi)-T\cos\varphi=0$

$-T\sin\varphi \Delta\varphi+\Delta T\cos\varphi - \Delta T\sin\varphi\sin \Delta\varphi=0$

Последнее слагаемое – – второго порядка малости, им можно пренебречь.

$T\sin\varphi \Delta\varphi=\Delta T\cos\varphi$$$$~(1)$

$Oy: (T+\Delta T)(\sin\varphi \cos\Delta \varphi+\sin \Delta \varphi \cos \varphi)- T\sin\varphi-\Delta mg=0$

$T \Delta \varphi \cos \varphi+\Delta T\sin\varphi+\Delta T\Delta \varphi\cos \varphi+\Delta mg=0$

Величина – второго порядка малости, пренебрежем ею.

$T \Delta \varphi \cos \varphi+\Delta T\sin\varphi-\Delta mg=0$

Малая масса рассматриваемого кусочка равна

$\Delta m=\frac<\Delta l> m=\lambda \Delta l$

Малый угол определим из (1):

$\Delta \varphi=\frac<\Delta T\cos \varphi > < T\sin\varphi >$

Подставим в последнее:

$\frac<\Delta T\cos^2 \varphi > < \sin\varphi >+\Delta T\sin\varphi-\lambda \Delta l g=0$

Домножим на :

$\Delta T\cos^2 \varphi +\Delta T\sin^2\varphi-\lambda \Delta l g\sin\varphi =0$

$\Delta T(\cos^2 \varphi +\sin^2\varphi)-\lambda \Delta l g\sin\varphi =0$

$h=\frac< T_1-T_0> <\lambda g >$

Можно было воспользоваться методом виртуальных перемещений:

Метод виртуальных перемещений

Работа всех сил равна изменению энергии малого переносимого кусочка.

– масса переносимого кусочка, – его длина.

$h=\frac< T_1-T_0> <\lambda g >$

Приведем к окончательному ответу:

$h=\frac< T_1-T_0> <\lambda g >=\frac< T_1-T_0><k\upsilon^2>l=l\left\frac<\sqrt<k^2u^4+k^2\upsilon^4>- k u^2>< k\upsilon^2>\right = l\left(<\upsilon^4>+1>- \frac< \upsilon^2>\right)$

$h= l\left(<\sqrt<\frac<u^4> Ответ: нулевая скорость; <\upsilon^4>+1>- \frac< \upsilon^2>\right)$

Читайте также: