--> Ãåîöåíòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà

 


§ 25. Ãåîöåíòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà

Åñëè òåëî îòíîñèòåëüíî îïðåäåë¸ííîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà äâèæåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ òî1, ïî îòíîøåíèþ ê ñèñòåìå îòñ÷¸òà, êîòîðàÿ ñàìà äâèæåòñÿ ñî ñêîðîñòüþ , ýòî òåëî ñîãëàñíî çàêîíó ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé áóäåò äâèãàòüñÿ ñ íåêîòîðîé íîâîé, íî òàêæå ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ 2 = 1 + . Óñêîðåíèå òåëà â îáåèõ ñèñòåìàõ îòñ÷¸òà ðàâíî íóëþ.

Òàê êàê ñèñòåìó îòñ÷¸òà, ñâÿçàííóþ ñ Çåìë¸é

Íàïðîòèâ, ëþáàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà, äâèæóùàÿñÿ ñ óñêîðåíèåì îòíîñèòåëüíî èíåðöèàëüíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà, óæå áóäåò íåèíåðöèàëüíîé. Äåéñòâèòåëüíî, åñëè 1 = const, à ñêîðîñòü èçìåíÿåòñÿ, òî ñêîðîñòü 2 òàêæå áóäåò ìåíÿòüñÿ ñ òå÷åíèåì âðåìåíè. Ñëåäîâàòåëüíî, õàðàêòåð äâèæåíèÿ òåëà áóäåò èçìåíÿòüñÿ ïðè ïåðåõîäå îò îäíîé ñèñòåìû îòñ÷¸òà ê äðóãîé: â ïåðâîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà äâèæåíèå òåëà ðàâíîìåðíîå, à âî âòîðîé — óñêîðåííîå.

Òàê êàê ñèñòåìó îòñ÷¸òà, ñâÿçàííóþ ñ Çåìë¸é (ðèñ. 2.27), ìîæíî ïðèáëèæ¸ííî ðàññìàòðèâàòü êàê èíåðöèàëüíóþ, òî è ñèñòåìû îòñ÷¸òà, ñâÿçàííûå ñ ïîåçäîì, äâèæóùèìñÿ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ, èëè ñ êîðàáë¸ì, ïëûâóùèì ïî ïðÿìîé ñ íåèçìåííîé ñêîðîñòüþ, òàêæå áóäóò èíåðöèàëüíûìè. Íî êàê òîëüêî ïîåçä íà÷í¸ò óâåëè÷èâàòü ñâîþ ñêîðîñòü, ñâÿçàííàÿ ñ íèì ñèñòåìà îòñ÷¸òà ïåðåñòàíåò áûòü èíåðöèàëüíîé. Çàêîí èíåðöèè è âòîðîé çàêîí Íüþòîíà ïåðåñòàíóò âûïîëíÿòüñÿ, åñëè ðàññìàòðèâàòü äâèæåíèå ïî îòíîøåíèþ ê òàêèì ñèñòåìàì.

Ïî÷åìó ñèñòåìó îòñ÷¸òà, ñâÿçàííóþ ñ Çåìë¸é, íàçûâàþò ãåîöåíòðè÷åñêîé? Êàê íàçûâàåòñÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà, ñâÿçàííàÿ ñ Ñîëíöåì?

Çåìëÿ æå äâèæåòñÿ ïî îòíîøåíèþ ê ýòîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà ñ óñêîðåíèåì

Ãåîöåíòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà èíåðöèàëüíà ëèøü ïðèáëèæ¸ííî.

Íàèáîëåå áëèçêà ê èíåðöèàëüíîé ñèñòåìà îòñ÷¸òà, ñâÿçàííàÿ ñ Ñîëíöåì è íåïîäâèæíûìè çâ¸çäàìè (ðèñ. 2.28). Çåìëÿ æå äâèæåòñÿ ïî îòíîøåíèþ ê ýòîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà ñ óñêîðåíèåì. Âî-ïåðâûõ, îíà âðàùàåòñÿ âîêðóã ñâîåé îñè è, âî-âòîðûõ, äâèæåòñÿ ïî çàìêíóòîé îðáèòå âîêðóã Ñîëíöà.

Óñêîðåíèå, îáóñëîâëåííîå îáðàùåíèåì Çåìëè âîêðóã Ñîëíöà, î÷åíü ìàëî, òàê êàê âåëèê ïåðèîä îáðàùåíèÿ (ãîä). Çíà÷èòåëüíî áîëüøå (ïðèìåðíî â 6 ðàç) óñêîðåíèå, âîçíèêàþùåå èç-çà âðàùåíèÿ Çåìëè âîêðóã îñè ñ ïåðèîäîì Ò = 24 ÷. Íî è îíî íåâåëèêî. Íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè ó ýêâàòîðà, ãäå ýòî óñêîðåíèå íàèáîëüøåå, îíî ðàâíî:

ò. å. ñîñòàâëÿåò âñåãî 0,35% îò óñêîðåíèÿ ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ g = = 9,8 ì/ñ2. Èìåííî ïîýòîìó ñèñòåìó îòñ÷¸òà, ñâÿçàííóþ ñ Çåìë¸é, ìîæíî ëèøü ïðèáëèæ¸ííî ðàññìàòðèâàòü êàê èíåðöèàëüíóþ.

Âñïîìíèòå, êàê èçìåíÿåòñÿ óñêîðåíèå ñâîáîäíîãî ïàäåíèÿ ïðè ïåðåìåùåíèè òî÷êè íàáëþäåíèÿ îò ïîëþñà ê ýêâàòîðó.

Äîêàçàòåëüñòâî âðàùåíèÿ Çåìëè. Îäíàêî ñóùåñòâóþò ÿâëåíèÿ, êîòîðûå íåëüçÿ îáúÿñíèòü, åñëè ñ÷èòàòü ãåîöåíòðè÷åñêóþ ñèñòåìó îòñ÷¸òà èíåðöèàëüíîé. Ê íèì îòíîñèòñÿ âðàùåíèå îòíîñèòåëüíî Çåìëè ïëîñêîñòè êîëåáàíèé ìàÿòíèêà â çíàìåíèòîì îïûòå Ôóêî, äîêàçûâàþùåì âðàùåíèå Çåìëè.

Âïåðâûå îïûò ñ ìàÿòíèêîì áûë âûïîëíåí ôðàíöóçñêèì ôèçèêîì-ýêñïåðè- ìåíòàòîðîì Æàíîì Ôóêî (1819—1868) â óçêîì êðóãó. Åãî ðåçóëüòàòû çàèíòåðåñîâàëè Ë. Áîíàïàðòà, è îí ïðåäëîæèë Ôóêî ïðîâåñòè äåìîíñòðàöèþ ýòîãî îïûòà â ãðàíäèîçíîì ìàñøòàáå ïîä êóïîëîì Ïàíòåîíà â Ïàðèæå â ïðèñóòñòâèè ìíîæåñòâà çðèòåëåé. Ýòó ïóáëè÷íóþ äåìîíñòðàöèþ, óñòðîåííóþ â 1851 ã., è ïðèíÿòî íàçûâàòü îïûòîì Ôóêî.

Ðàññìîòðèì êîëåáàíèÿ ìàÿòíèêà â ãåëèîöåíòðè÷åñêîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà

Ðàññìîòðèì êîëåáàíèÿ ìàÿòíèêà â ãåëèîöåíòðè÷åñêîé èíåðöèàëüíîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà. Äëÿ áîëüøåé íàãëÿäíîñòè è ïðîñòîòû áóäåì ñ÷èòàòü, ÷òî îïûò ïðîâîäèòñÿ íà ïîëþñå.

Ïóñòü â íà÷àëüíûé ìîìåíò ìàÿòíèê îòêëîíÿþò îò ïîëîæåíèÿ ðàâíîâåñèÿ. Äåéñòâóþùèå íà ìàÿòíèê ñèëà ïðèòÿæåíèÿ ê Çåìëå T è ñèëà óïðóãîñòè ïîäâåñà ìàÿòíèêà ëåæàò â òîé æå âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè (ðèñ. 2.29). Ñîãëàñíî âòîðîìó çàêîíó Íüþòîíà óñêîðåíèå ìàÿòíèêà ñîâïàäàåò ïî íàïðàâëåíèþ ñ ðàâíîäåéñòâóþùåé ñèëîé è ïîýòîìó ëåæèò â òîé æå âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè. À ýòî çíà÷èò, ÷òî ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïëîñêîñòü êîëåáàíèé ìàÿòíèêà â èíåðöèàëüíîé ñèñòåìå îòñ÷¸òà äîëæíà îñòàâàòüñÿ íåèçìåííîé. Òàê è ïðîèñõîäèò â ãåëèîöåíòðè÷åñêîé ñèñòåìå. Îäíàêî ñèñòåìà îòñ÷¸òà, ñâÿçàííàÿ ñ Çåìë¸é, íå ÿâëÿåòñÿ èíåðöèàëüíîé, è îòíîñèòåëüíî íå¸ ïëîñêîñòü êîëåáàíèé ìàÿòíèêà ïîâîðà÷èâàåòñÿ âñëåäñòâèå âðàùåíèÿ Çåìëè. ×òîáû ýòî îáíàðóæèòü, íåîáõîäèìî ïîäâåñ ñäåëàòü òàêèì, ÷òîáû òðåíèå â í¸ì áûëî ìàëî, à ñàì ìàÿòíèê — äîñòàòî÷íî ìàññèâíûì. Èíà÷å òðåíèå â ïîäâåñå çàñòàâèò ïëîñêîñòü êîëåáàíèé ñëåäîâàòü çà âðàùåíèåì Çåìëè.

Ñìåùåíèå ïëîñêîñòè êîëåáàíèé ìàÿòíèêà îòíîñèòåëüíî Çåìëè ñòàíîâèòñÿ çàìåòíûì óæå ÷åðåç íåñêîëüêî ìèíóò. Íà ñðåäíèõ øèðîòàõ êîëåáàíèÿ ìàÿòíèêà áóäóò âûãëÿäåòü íåñêîëüêî ñëîæíåå, íî ñóòü ÿâëåíèÿ íå èçìåíèòñÿ.

Êëþ÷åâûå ñëîâà äëÿ ïîèñêà èíôîðìàöèè ïî òåìå ïàðàãðàôà.
Ãåîöåíòðè÷åñêàÿ ñèñòåìà îòñ÷¸òà. Ìàÿòíèê Ôóêî

Âîïðîñû ê ïàðàãðàôó

    1. Êàêèå ñèñòåìû îòñ÷¸òà ÿâëÿþòñÿ èíåðöèàëüíûìè? Ñêîëüêî èíåðöèàëüíûõ ñèñòåì îòñ÷¸òà?

    2. Ìÿ÷ ñâîáîäíî ïàäàåò. Áóäåò ëè ñâÿçàííàÿ ñ íèì ñèñòåìà îòñ÷¸òà èíåðöèàëüíîé?

    3. Êàê áû äâèãàëñÿ ìàÿòíèê Ôóêî íà ýêâàòîðå?

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->