Простой вопрос, на который многие затрудняются ответить. Самое главное включить свою внимательность и проанализировать все параметры, которые могут повлиять на движение!
С виду очень простой вопрос, на который может дать ответ даже школьник 9 класса, многих взрослых ставит в тупик. Они начинаются сильно мудрить с решением и загоняют себя в тупик. Разберемся с условиями. Мы имеем один поезд который постоянно движется с условной скоростью, например, 70 км/ч, хотя это не так важно. Также есть человек, который подпрыгивает на одинаковую высоту внутри вагона и на его крыше.
Достоверно известно, что в первом случае приземление происходит в туже точку пола вагона, а во втором случае точка «взлета» и приземления отличаются. Почему так?
Для ответа на этот вопрос достаточно просто включить логику, но и знание физики лишним не будет. Анализируем первый случай. В нашем варианте вагон движется со скоростью 70 км/ч относительно земли. Соответственно человек в вагоне и все, что находится в вагоне движется с той же скоростью. Подпрыгивая строго вверх человек не оказывает никакого влияния на горизонтальную составляющую скорости . Во время полета его горизонтальная скорость никак не меняется, так как на нее не действуют никакие силы. По итогу скорость человека относительно земли и скорость вагона относительно земли остаются равными. Значит и за время, которое длится полет, они переместятся на одинаковое расстояние и останутся неподвижны друг относительно друга.
Анализируем второй случай. Тут все также, но с одной важной особенностью. Эта особенность – сопротивление воздуха. Почему мы не учитывали ее в вагоне? Потому что воздух, которым заполнен вагон также движется относительно земли со скоростью 70 км/ч. А вот вне вагона он находится в состоянии покоя – стоит, грубо говоря. (Наличие или отсутствие ветра во внимание не берем). В условиях данной задачи невозможно рассчитать, как сильно сопротивление воздуха повлияет на скорость подпрыгнувшего человека, а соответственно нельзя узнать смещение положения точки прыжка и приземления. Для таких расчетов необходимо знать форму тела и еще ряд параметров. Но с уверенностью можно сказать, что воздух окажет значительное сопротивление и снизит скорость подпрыгнувшего человека в то время, как поезд будет сохранять постоянную скорость. Следовательно за время полета поезд пройдет больший путь и сместится относительно человека.
Задача решена. Никаких числовых величин мы конечно не получили, но принципиальный ответ есть и он обоснован.