Тепловые Явления — Задание 3 ОГЭ по физике №00003187

Дано:

Поезд ускоряется в горизонтальном направлении.

На гладком горизонтальном столе лежит мячик.

Найти:

Почему мячик начинает катиться против направления движения поезда?

Решение:

Рассмотрим мячик с точки зрения инерциальной системы отсчёта (например, наблюдатель на платформе).

На мячик действуют:

— сила тяжести $mg$ (вниз),

— нормальная реакция опоры $N$ (вверх),

— трение горизонтально отсутствует (стол гладкий).

Поскольку сумма горизонтальных сил, действующих на мячик, равна нулю:

$$\sum F_x = 0$$

По первому закону Ньютона мячик сохраняет свою скорость неизменной — это принцип инерции:

$$v_\text{мячика} = \text{const}$$

Поезд начинает ускоряться, то есть скорость поезда (и стола) возрастает. Относительно стола мячик начинает смещаться в сторону, противоположную движению поезда.

Таким образом, мячик не катится в буквальном смысле — он стоит на месте, а поезд уезжает вперёд. Наблюдатель в купе видит это как качение мячика назад.