1D-кинематика — относительное движение с использованием неинерционных систем отсчета

Недавно я столкнулся с вопросом, связанным с неинерционными системами отсчета. Я не совсем понял, как она была решена, из-за некоторой концептуальной путаницы относительно некоторых выводов, сделанных для решения проблемы. Вопрос в следующем:

ВОПРОС: Лифт поднимается с ускорением. 0,2   м с − 2 . В этот момент скорость лифта 1   м с − 1 , ослабленный болт на потолке лифта падает вниз. Высота между потолком и полом лифта 5   м . Найдите время, за которое болт достиг пола, и расстояние, которое он преодолел.

МОЙ ОТВЕТ: Поскольку по отношению к земле начальные скорости руля высоты и болта равны 1   м с − 1 в этот конкретный момент скорость болта относительно руля высоты равна 0   м с − 1 . Относительное смещение болта относительно пола лифта будет 5   м по истечении времени, необходимого для того, чтобы болт достиг пола. Поскольку лифт является ускоряющей системой отсчета, будет действовать фиктивная (псевдо) сила, действующая в направлении, противоположном ускорению лифта, но равном по величине. Таким образом, болт не только подвергается свободному падению из-за ускорения силы тяжести (которое я принял за 9,8   м с − 2 ), но также испытывает дополнительное ускорение из-за этой псевдосилы. Если я рассматриваю направление, в котором движется лифт, как положительное, то полное нисходящее ускорение болта равно "=" − 9,8 + ( − 0,2 ) "=" − 10   м с − 2 . Но мне нужно учитывать относительное ускорение болта по отношению к полу лифта. "=" ( − 10 + 0,2 ) "=" − 9,8   м с − 2 . Это все, что я могу сделать. Когда я пытаюсь подставить это в уравнение, возникают математические проблемы, и я не могу решить задачу.

Пожалуйста, просветите, правильны ли мои идеи, и если нет, то как можно решить этот конкретный вопрос, используя идеи относительного движения?

Ответы (2)

Предположим, мы стоим внутри лифта. Для нас относительная начальная скорость ( ты р е л ) является 0 м с − 1 . Относительное смещение с р е л является 5 м . Относительное ускорение а р е л является 10 м с − 2 (так как лифт движется вверх с ускорением 0,2 м с − 2 и болт падает с ускорением 9,8 м с − 2 , казалось бы, он движется к нам с ускорением 10 м с − 2 . можно проверить по формуле а б о л т , л я ф т "=" а б о л т − а л я ф т , где а б о л т , л я ф т ускорение б о л т в отношении л я ф т , а ускорение подъема равно − 0,2 м с − 2 в то время как болт + 9,8 м с − 2 ) Подставляя эти данные в кинематическое уравнение с р е л "=" ты р е л + 1 2 а р е л т 2 , мы получаем т "=" 1 с

Теперь мы стоим снаружи лифта. Теперь начальная скорость болта ты "=" − 1 м с − 1 , ускорение болта равно а "=" + 9,8 м с − 2 . Время т "=" 1 с . Снова подставляя эти данные в уравнение с "=" ты т + 1 2 а т 2 , мы получаем с "=" 3,9 м .

Таким образом, болт проходит расстояние 3,9 м в 1 с . Мы только должны быть осторожны со знаком физических величин в относительном движении.

Принимая г "=" 9,8 м / с 2

Затем г е ф ф е с т я в е "=" 9,8 + 0,2 "=" 10 м / с 2 где г е ф ф ускорение болта относительно руля высоты и направлено вниз.

Сейчас с "=" 5 м , ты "=" 1 м / с , а "=" − 10 м / с 2 (направлен вниз)

Подставьте их в с "=" ты т + 0,5 а т 2 и решить на время.

1D-кинематика — относительное движение с использованием неинерционных систем отсчета
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v