กรอบอ้างอิงและการเคลื่อนที่สัมพัทธ์
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| reference frame/ˈrefrəns freɪm/ | กรอบอ้างอิง |
| relative velocity/ˈrelətɪv vəˈlɒsɪti/ | ความเร็วสัมพัทธ์ |
คุณเดินเร็ว จริง เท่าไร?
- เดินตามทางเดินของรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว $2\ \text{km/h}$ อย่างช้าๆ
- สำหรับผู้โดยสารข้างกายคุณ นั่นคือความเร็วของคุณ
- สำหรับคนที่ยืนอยู่ภายนอก คุณกำลังเคลื่อนที่ที่ $102\ \text{km/h}$
- ทั้งสองถูกต้อง -- ความเร็วขึ้นอยู่กับผู้สังเกต
ระบบอ้างอิง
- ระบบอ้างอิง คือมุมมอง -- ผู้สังเกต -- ที่คุณวัดการเคลื่อนที่เทียบกับสิ่งนั้น
- ความเร็วถูกวัด เทียบกับ ระบบอ้างอิงบางอย่างเสมอ
- เปลี่ยนระบบอ้างอิงแล้วตัวเลขก็เปลี่ยน แม้สำหรับการเคลื่อนที่แบบเดียวกันก็ตาม
ผู้สังเกตหรือมุมมองที่ใช้วัดการเคลื่อนที่เรียกว่า กรอบอ้างอิง ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
กรอบอ้างอิงคือมุมมอง; ความเร็วทั้งหมดถูกระบุโดยเปรียบเทียบกับกรอบนั้น
ความเร็วสัมพัทธ์
- ความเร็วสัมพัทธ์ หาได้โดยการบวกความเร็วในรูปของ เวกเตอร์
- ความเร็วของคุณเทียบกับพื้น = ความเร็วของคุณในรถไฟ + ความเร็วของรถไฟ
- ทิศทางเดียวกันให้บวก; ทิศทางตรงข้ามให้ลบ; ที่มุม ให้ใช้องค์ประกอบ
คุณเดินไปข้างหน้าด้วยความเร็ว $1.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ภายในรถไฟที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว $25\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. ความเร็วของคุณเมื่อเทียบกับพื้นดินคือเท่าไหร่ (ในหน่วย m/s)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ทิศทางเดียวกัน ให้บวกกัน จะได้ $1.5 + 25 = 26.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
ตอนนี้คุณเดิน ถอยหลัง ด้วยความเร็ว $1.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ภายในขบวนรถไฟ $25\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ เดิม ความเร็วของคุณเมื่อเทียบกับพื้นดินคือเท่าไหร่ (ในหน่วย m/s)?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ทิศทางตรงกันข้าม ให้ลบกัน จะได้ $25 - 1.5 = 23.5\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
กฎการบวก
- ความเร็วของ A เทียบกับ C คือ $\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$
- เชื่อมระบบอ้างอิง: A เทียบกับ B, แล้ว B เทียบกับ C
- สลับคู่ตัวชี้ใต้และเปลี่ยนเครื่องหมาย: $\vec{v}_{BA} = -\vec{v}_{AB}$
ความเร็วสัมพัทธ์
นำความเร็วของเรือที่ข้ามแม่น้ำบวกกับความเร็วของกระแสน้ำเพื่อหาค่าความเร็วสัมพัทธ์ต่อบริบทฝั่งน้ำ
ในการรวมความเร็วข้ามกรอบอ้างอิง คุณ...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$ -- ผลรวมของเวกเตอร์ (ซึ่งกลายเป็นการบวกหรือลบธรรมดาตามแนวเส้นเดียว)
เลือกระบบอ้างอิงที่ชาญฉลาด
- บางปัญหาแก้ได้ง่ายมากเมื่อเลือกระบบอ้างอิงที่เหมาะสม
- การชนกันดูง่ายที่สุดในระบบอ้างอิงของจุดศูนย์กลางมวล
- ปัญหาการข้ามแม่น้ำแก้ง่ายที่สุดโดยแบ่งเป็น "เทียบกับน้ำ" และ "น้ำเทียบกับพื้น"
มี "ความเร็วจริง" เพียงค่าเดียวสำหรับวัตถุ同一สำหรับทุกผู้สังเกต
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ความเร็วขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงเสมอ -- ผู้สังเกต不同的人วัดความเร็วที่แตกต่างกันสำหรับวัตถุเดียวกัน
เลือก ทุก ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับการเคลื่อนที่สัมพัทธ์
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ความเร็วขึ้นอยู่กับกรอบอ้างอิงและกรอบอ้างอิงบวกกันแบบเวกเตอร์; ไม่มีความเร็วใดที่เป็นสัมบูรณ์
คุณเดินไปข้างหน้าด้วยความเร็ว $2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ ภายในรถไฟที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว $30\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
- เทียบกับพื้น คุณเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว $2 + 30 = 32\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
- ถ้าเดิน ถอยหลัง แทน那就是 $30 - 2 = 28\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
ไม่มีความเร็ว "จริง" เดียว -- มีแต่ความเร็วเทียบกับระบบอ้างอิงที่เลือก ลูกบอลที่-drop ลงในรถบัสที่กำลังเคลื่อนที่จะตกตรงลงหน้า คุณ แต่จะลากเส้นโค้ง สำหรับคนภายนอก ต้องระบุ (หรือสมมติ) ระบบอ้างอิงก่อนเสมอเมื่อกล่าวถึงความเร็ว
ระบบอ้างอิง คือผู้สังเกตที่คุณวัดเทียบกับมัน; ความเร็วเป็น สัมพัทธ์ เสมอ เทียบกับระบบอ้างอิงหนึ่ง ผสมระบบอ้างอิงด้วยการบวกเวกเตอร์: $\vec{v}_{AC} = \vec{v}_{AB} + \vec{v}_{BC}$ (ความเร็วสัมพัทธ์) ไม่มีความเร็วใดที่เป็นสัมบูรณ์ -- การเลือกระบบอ้างอิงที่ชาญฉลาดสามารถทำให้ปัญหายากกลายเป็นง่าย