Краткий ответ
- Основная задача механики — определить положение тела в любой момент времени, то есть описать его движение.
- Материальная точка — модель тела, размерами и формой которого в данной задаче можно пренебречь.
- Тело можно считать материальной точкой, если его размеры и форма не влияют на решение задачи.
- Например, автомобиль можно считать материальной точкой при изучении его движения между городами, но нельзя — при заезде в гараж, где важны его размеры.
- Одной координатной оси достаточно при движении тела по прямой линии.
- Система отсчёта — это тело отсчёта, связанная с ним система координат и часы.
- Каждый велосипедист движется относительно автомобиля.
Объяснение
Материальная точка — это не настоящее маленькое тело, а удобная физическая модель. Мы мысленно считаем, что вся масса тела сосредоточена в одной точке. Так проще описывать движение: достаточно знать координаты этой точки.
Например:
- при движении автомобиля по трассе его длина и ширина обычно не важны — автомобиль можно считать материальной точкой;
- при парковке или проезде в узкий тоннель размеры автомобиля важны — материальной точкой считать его нельзя.
Если тело движется вдоль прямой, его положение задаётся одной координатой \(x\). При движении по плоскости нужны две координаты, например \(x\) и \(y\).
Для велосипедиста и автомобиля:
\[ v_{\text{велосипедиста относительно автомобиля}} = v_{\text{велосипедиста}}-v_{\text{автомобиля}}. \]
Автомобиль стоит, поэтому \(v_{\text{автомобиля}}=0\). Значит,
\[ v_{\text{велосипедиста относительно автомобиля}} = v_{\text{велосипедиста}}\ne 0. \]
Следовательно, велосипедисты движутся относительно автомобиля. При этом друг относительно друга они могут оставаться неподвижными, если движутся с одинаковой скоростью и сохраняют расстояния.
