Движение тела можно разделить на фазу равномерно замедленного и фазу равномерно ускоренного движения. В первой фазе, начав движение со скоростью v0, тело проделывает путь
Ко времени t1 происходит остановка тела, т.е.
Соответственно,
и
Во второй фазе тело проделывает путь
,
набрав при этом скорость
Соответственно,
и
Поскольку тело возвращается в исходную точку, s1 = s2, следовательно, имеем
Ускорение, с которым движется тело, зависит от суммы сил, действующих на него:
.
Поскольку масса одна и та же, из предыдущей формулы следует, что
F складывается из векторов компоненты силы тяжести, параллельной поверхности, Fp и силы трения f. При этом
,
а f по закону Амонтона-Кулона
Однако в первой фазе сила трения действует в том же направлении, что и Fp, так как тело движется против Fp, а во второй фазе -- в противоположном. Соответственно, в первой фазе модуль вектора F равен сумме этих двух сил, а во второй -- их разности. Таким образом,
Пусть длина моста S, а длина поезда L. Тогда скорость поезда будет v=S/t1. Скорость поезда относительно земли = скорости "проезда" моста относительно пассажира (по модулю, см. пояснение) Кроме того, v = (S+L)/t2. S/t1 = (S+L)/t2, (S+L)/S = t2/t1, 1+(L/S) = t2/t1, L/S = (t2/t1) - 1 = (70/20) - 1 = (7/2)-1 = (7-2)/2 = 5/2 = 2,5. ответ. В 2,5 раза больше. Пояснение. По принципу относительности Галилея, v2 = v1 + v12, (значек вектора я не пишу, но подразумеваю) v2 - скорость тела относительно земли, v1 - скорость тела относительно поезда, v12 - скорость поезда относительно земли. Если рассматривать в качестве тела саму землю, тогда v2=0 (земля относительно земли покоится), и 0 = v1 + v12, здесь v1 - это скорость земли (рассматриваемого тела) относительно поезда, а v12 скорость поезда относительно земли, и отсюда следует, что v1 = -v12. То есть скорость земли относительно поезда и скорость поезда относительно земли равны по модулю и противоположны по направлению (конечно нужно помнить - эти скорости в разных системах отсчета).
Ко времени t1 происходит остановка тела, т.е.
Соответственно,
и
Во второй фазе тело проделывает путь
,
набрав при этом скорость
Соответственно,
и
Поскольку тело возвращается в исходную точку, s1 = s2, следовательно, имеем
Ускорение, с которым движется тело, зависит от суммы сил, действующих на него:
.
Поскольку масса одна и та же, из предыдущей формулы следует, что
F складывается из векторов компоненты силы тяжести, параллельной поверхности, Fp и силы трения f. При этом
,
а f по закону Амонтона-Кулона
Однако в первой фазе сила трения действует в том же направлении, что и Fp, так как тело движется против Fp, а во второй фазе -- в противоположном. Соответственно, в первой фазе модуль вектора F равен сумме этих двух сил, а во второй -- их разности. Таким образом,
θ = 18.43°
будет v=S/t1. Скорость поезда относительно земли = скорости "проезда" моста относительно пассажира (по модулю, см. пояснение)
Кроме того, v = (S+L)/t2.
S/t1 = (S+L)/t2,
(S+L)/S = t2/t1,
1+(L/S) = t2/t1,
L/S = (t2/t1) - 1 = (70/20) - 1 = (7/2)-1 = (7-2)/2 = 5/2 = 2,5.
ответ. В 2,5 раза больше.
Пояснение. По принципу относительности Галилея,
v2 = v1 + v12, (значек вектора я не пишу, но подразумеваю)
v2 - скорость тела относительно земли,
v1 - скорость тела относительно поезда,
v12 - скорость поезда относительно земли.
Если рассматривать в качестве тела саму землю, тогда v2=0 (земля относительно земли покоится), и
0 = v1 + v12,
здесь v1 - это скорость земли (рассматриваемого тела) относительно поезда, а v12 скорость поезда относительно земли, и отсюда следует, что
v1 = -v12.
То есть скорость земли относительно поезда и скорость поезда относительно земли равны по модулю и противоположны по направлению (конечно нужно помнить - эти скорости в разных системах отсчета).