Задание №3 — МЕХАНИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Пассажиры, стоящие в салоне равномерно и прямолинейно движущегося трамвая, вдруг резко наклоняются вперёд по направлению движения трамвая. Что можно сказать о скорости движения трамвая в этот момент времени?
Трамвай в этот момент времени тормозит, а пассажиры по инерции продолжают движение относительно Земли с прежней скоростью.
Трамвай в этот момент времени ускоряется, а пассажиры по инерции продолжают движение относительно Земли с прежней скоростью.
Один из пассажиров начинает движение к дверям, чтобы выйти на остановке.
В этот момент времени трамвай начинает резкий подъём в гору.
Правильный ответ
1
Пояснение
Решение.
Для объяснения данного явления воспользуемся понятием инерции и первым законом Ньютона.
1. Физическое явление: Инерция — это свойство тел сохранять свою скорость (как по модулю, так и по направлению), если на них не действуют другие тела или действия этих тел скомпенсированы.
2. Анализ ситуации: Изначально трамвай и пассажиры двигались равномерно и прямолинейно с некоторой скоростью . В системе отсчёта «Земля» и трамвай, и люди имели одинаковую скорость.
3. Применение закона: Когда трамвай начинает резко тормозить, его скорость относительно Земли уменьшается. Однако на пассажиров в горизонтальном направлении (если пренебречь силой трения подошв о пол) никакие силы не действуют. Согласно закону инерции, пассажиры стремятся сохранить свою прежнюю скорость относительно Земли.
4. Вывод: Так как скорость трамвая стала меньше, а скорость пассажиров осталась прежней, они начинают опережать трамвай в его движении. Относительно пола трамвая это выглядит как резкий наклон или смещение вперёд по направлению движения.
Рассмотрим предложенные варианты:
- Вариант №1: Описывает процесс торможения и инерцию. Это верно.
- Вариант №2: При ускорении пассажиры, сохраняя меньшую скорость, отклонились бы назад.
- Вариант №3: Движение одного пассажира не объясняет одновременный наклон всех людей в салоне.
- Вариант №4: При подъёме в гору на пассажиров действовала бы составляющая силы тяжести, направленная вдоль склона вниз, что отклонило бы их назад относительно трамвая.
Ответ: 1
Источник: ФИПИ