Карточка к эксперименту Марченкова

Карточка к эксперименту

Цель эксперимента: продемонстрировать относительность траектории и относительность скорости.

Оборудование: три квадратных пластины со стороной 0,5 м из тонкого жёсткого материала, имеющие общую точку подвеса и с характерными прорезями, гвоздь.

Ход эксперимента:

Рис.1

1. Пластины подвешивают так, как показано на Рис.1. Для показа движения «материальной точки» через начала прорезов перпендикулярно пластинам пропускают гвоздь с широкой шляпкой, причем так, чтобы учащиеся видели: им проколота каждая (шляпку гвоздя) медленно перемещают из начального положения t1 в t2 (при этом пластины смещаются друг относительно друга соответственно форме прорези) и удаляют гвоздь. Обращают внимание учащихся на то, что «материальная точка», перемещаясь, оставила гвоздём как бы след (траекторию) на всех трех пластинах (в каждой системе отсчета.
2. После этого приводят пластины в положение, изображенное на Рис. 2: наружную пластину (№ 2) следующую за ней (№ 1) отводят влево, повернув на 90° относительно точки подвеса, последнюю (№ 3) – аналогично отводят вправо. Для фиксации пластин в новом положении на них сделаны петли или отверстия, а в стену вбиты гвоздики. В результате учащиеся видят перед собой три отдельные системы отсчёта, в каждой из которых зафиксирована траектория, полученная при одном и том же перемещении материальной точки.

Рис. 2

Вывод: демонстрация наглядно и убедительно дает представление о том, что траектория точки и по форме и по длине может быть различной в разных системах отсчета.

Последнее обстоятельство используется для подтверждения относительности скорости. Поскольку время движения во всех трех системах отсчета одно и то же, скорость из-за различия длин траекторий в каждой системе оказывается своей. Так, в системе 1 она больше по модулю и отличается по направлению от скорости того же движения в системе 3; в системе 2 она не постоянна и по модулю, и по направлению.