Номер 5, страница 172 - гдз по физике 9 класс учебник Исаченкова, Сокольский

5. Зависит ли кинетическая энергия от выбора системы отсчета?

5. Зависит ли кинетическая энергия от выбора системы отсчета?

Да, кинетическая энергия является относительной величиной и зависит от выбора системы отсчета. Это напрямую следует из определения кинетической энергии.

Кинетическая энергия материальной точки определяется формулой:

$E_k = \frac{mv^2}{2}$

где $m$ — масса тела, а $v$ — его скорость.

В классической механике масса тела ($m$) является инвариантной величиной, то есть она не зависит от системы отсчета. Однако скорость тела ($v$) — это относительная величина. Значение скорости одного и того же тела будет различным для наблюдателей, находящихся в разных системах отсчета, движущихся друг относительно друга.

Поскольку кинетическая энергия пропорциональна квадрату скорости, то она также будет зависеть от выбора системы отсчета.

Рассмотрим простой пример. Пассажир сидит в вагоне поезда, который движется с постоянной скоростью $v_{поезда}$ относительно земли.

1. В системе отсчета, связанной с поездом, пассажир покоится. Его скорость $v_1 = 0$. Следовательно, его кинетическая энергия в этой системе отсчета равна нулю: $E_{k1} = \frac{m \cdot 0^2}{2} = 0$.

2. В системе отсчета, связанной с землей (например, для наблюдателя на платформе), пассажир движется вместе с поездом со скоростью $v_2 = v_{поезда}$. Его кинетическая энергия в этой системе отсчета будет положительной: $E_{k2} = \frac{mv_{поезда}^2}{2} > 0$.

Этот пример наглядно показывает, что кинетическая энергия одного и того же объекта может иметь разные значения (включая нулевое) в разных инерциальных системах отсчета.

Ответ: Да, кинетическая энергия зависит от выбора системы отсчета, так как она зависит от скорости тела, а скорость является относительной величиной.