Номер 328, страница 79 - гдз по физике 9 класс сборник задач Исаченкова, Дорофейчик

Дано:

Движение автомобиля относительно земли: прямолинейное и равномерное.
Движение автомобиля относительно велосипедиста: равноускоренное.

Найти:

Является ли система отсчета, связанная с велосипедистом, инерциальной?

Решение:

Инерциальной системой отсчета (ИСО) называется такая система, в которой выполняется первый закон Ньютона: тело, на которое не действуют силы (или действие сил скомпенсировано), находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Любая система отсчета, движущаяся относительно ИСО прямолинейно и равномерно, также является инерциальной. Если же система отсчета движется с ускорением относительно ИСО, она является неинерциальной.

Систему отсчета, связанную с землей, будем считать инерциальной.

Согласно условию, автомобиль движется относительно земли прямолинейно и равномерно. Это означает, что его скорость постоянна, а ускорение равно нулю. Обозначим ускорение автомобиля относительно земли как $ \vec{a}_{а-з} $. Таким образом, $ \vec{a}_{а-з} = 0 $.

Относительно велосипедиста автомобиль движется равноускоренно. Это значит, что ускорение автомобиля в системе отсчета, связанной с велосипедистом, постоянно и не равно нулю. Обозначим это ускорение как $ \vec{a}_{а-в} $. Таким образом, $ \vec{a}_{а-в} \neq 0 $.

Воспользуемся законом сложения ускорений. Ускорение автомобиля относительно земли ($ \vec{a}_{а-з} $) равно векторной сумме ускорения автомобиля относительно велосипедиста ($ \vec{a}_{а-в} $) и ускорения велосипедиста относительно земли ($ \vec{a}_{в-з} $):

$ \vec{a}_{а-з} = \vec{a}_{а-в} + \vec{a}_{в-з} $

Подставим известные значения в это уравнение:

$ 0 = \vec{a}_{а-в} + \vec{a}_{в-з} $

Отсюда можно выразить ускорение велосипедиста относительно земли:

$ \vec{a}_{в-з} = - \vec{a}_{а-в} $

Поскольку $ \vec{a}_{а-в} \neq 0 $, то и $ \vec{a}_{в-з} \neq 0 $. Это означает, что велосипедист движется с ненулевым ускорением относительно земли (которую мы приняли за ИСО).

Система отсчета, которая движется с ускорением относительно инерциальной системы отсчета, является неинерциальной. Следовательно, система отсчета, связанная с велосипедистом, не является инерциальной.

Ответ: Нет, система отсчета, связанная с велосипедистом, не является инерциальной, так как она движется с ускорением относительно инерциальной системы отсчета (земли).