Принцип относительности Галилея

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

ПРИНЦИП ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
ГАЛИЛЕЯ

предыдущего слайда, действия или отмена текущего действия.

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)
Художник Оттавио Леони

учениками взаимосвязей между различными системами координат.

Новизна работы:
зрительная демонстрация материала, возможность

многократного повторения основных положений теории.

Практическая значимость работы:
отработка умения и закрепление навыков решения задач по физике (части А,В,С ЕГЭ и олимпиадные задачи).

– Земля.




O
С
O
С
X
С
X
С
O
В
X
В
Y
B
O
В
X
В
Y
B
Подвижная система координат – велосипед.
Вращающаяся система координат – спица.

По какой траектории двигается муха?
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.

воздух

-вагон
Куда упадёт капля с потолка вагона, движущегося равномерно и прямолинейно?

= S + S
ТН
ТП
ПН
ТН
S
ТП
ПН
S
S
Если известны любые два вектора,

то всегда можно найти третий вектор.

ТП

S

- перемещение тела относительно подвижной системы координат;

- перемещение тела относительно неподвижной системы координат;

- перемещение подвижной системы координат относительно неподвижной.

ПН

S

ТН

S

S
ТН
ТП
ПН
V = V + V
ТН
ТП
ПН
S

S S

ТН

ТП

ПН

=

+

t

t

t

Принцип Галилея для сложения перемещений.

Принцип Галилея для сложения скоростей.

Делим каждое слагаемое
на время t.

любые два вектора, то всегда можно найти третий вектор.
ТП
V
- скорость

тела относительно подвижной системы координат;

- скорость тела относительно неподвижной системы координат;

- скорость подвижной системы координат относительно неподвижной.

ПН

V

V = V + V

ТН

ТП

ПН

ТН

V

ТП

V

ПН

V

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).

2. Это автомобиль
на Земле (15 м/с).

3. Этого не
хватает
в треугольнике!
Это дождь
по автомобилю.

tg

= 15/50 = 0,3 ;

16,7

о

Ответ:

.

<

=

о

о

А это
ответ на
пятёрку!

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.

=72

о

Это первый
автомобиль
(20 м/с).

Это второй
автомобиль
(25 м/с).

А этого не хватает!
Это величина V скорости взаимного удаления
автомобилей.

Теорема косинусов.

Ответ:

Повторяем геометрию.

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?

Ботинок «видит», что мяч летит к нему со скоростью 20+18=38 м/с.
После абсолютно упругого удара мяч отскочит от ботинка с такой же скоростью 38 м/с, но вперёд.
Ботинок добавит ещё 18 м/с. Ответ: 38+18=56 м/с.

Земля.








Удвоенная «земная» скорость!
А
Велосипед
по Земле
Точка А по
велосипеду
В
Точка В
«прилипла»
к Земле
С
D

со скоростью 2 м/с. Когда балка была расположена в горизонтальной

плоскости с севера на юг, её южный конец двигался горизонтально на запад со скоростью 3 м/с. Определить скорость северного конца балки в этот момент времени.

O

З

Х

З

Y

З

Z

З

Неподвижная система координат – Земля.

O

Т

X

Т

Y

Т

Z

Т

Подвижная система
координат – трос.

Север

Юг

Запад

?

При решении учесть
кинематическую связь между концами равноплечного рычага.

Галилея школьниками.

2) Практически (на уроках) доказана работоспособность и эффективность предложенной

методики.

3) Сокращено время усвоения основных положений трудной для школьников темы путём активизации зрительных образов.

4) Разработаны, решены и предложены к внедрению в практику школьного курса типовые задачи различной сложности по теме «Принцип относительности Галилея».

5) Облегчён труд учителя физики применением на уроке зрительных доступных иллюстраций.