- Рассуждения о скоростях на примере движения поездов

kalser.ru Опыты по физике Рассуждения о скоростях на примере движения поездов
11.09.2012 17:10

Рассуждения о скоростях на примере движения поездов

elektrichkaИзвестно, что высокоскоростные составы поездов способны развивать относительно большие для наземного транспорта скорости. К примеру, электропоезд ржд "Сапсан" обладает конструкционной средней скоростью 250 км/ч [1]. Однако, курсирует этот состав лишь на нескольких ветках и немногие наши читатели могли наблюдать на практике такие высокие скорости. И тем не менее, каждый, кто хоть раз ездил в обычном поезде, наблюдал подобную скорость. Подтверждаем этот вывод небольшим рассуждением.

Для начала, найдем мгновенную скорость [2] поезда. Как это сделать, не имея под рукой gps? Очень просто, зная, что километровые столбы (например, такие как на нашем рисунке) вдоль железнодорожного полотна расположены каждые 100 метров, мы просто на секундомере засекаем время прохождения поезда от столба до столба. В нашем случае получилось t_{100} = 4.4 секунды, то есть мгновенная скорость поезда составила:

v_m = \frac{100}{ t_{100}} = 22.2 м/с или почти 82 км/ч

km_stolb, физика, опыты по физике, относительность скоростей, железная дорога, поезд

Зная, что столбы вдоль железнодорожного полотна расположены каждые 100 метров, легко определить мгновенную скорость поезда

Точность подсчета скорости можно увеличить, засекая время прохождения двух и более столбов.

А теперь представим, что нам попался встречный поезд с такой же скоростью. Мы находимся в первом поезде и для нас, как для неподвижного наблюдателя, скорости будут складываться по закону сложения скоростей. То есть, видя в окне встречный поезд, знайте, что его скорость в два раза выше. В нашем примере, встречный состав промчался мимо со скоростью 164 км/ч, что составляет 65% от скорости Сапсана.

К слову, на примере поездов очень ясно виден принцип относительности Галлилея. Вспомните, сколько раз вы ошибались, сидя в поезде, что вы тронулись с места, между тем как начал движение поезд за окном. Понять, что вы все-таки стоите помогают неподвижные столбы, расписание и здравый смысл, в конце концов.

(новое окно)

Как ввести формулу
Работает только для формы "Добавить комментарий" к материалу:
будет [img]http://latex.codecogs.com/gif.latex?t^2[/img]

YouTube-канал НИЯУ МИФИ >> YouTube-канал kalser.ru >>

Marvin and Milo Marvin and Milo
physics.org/marvinandmilo >>