Все основные объекты, исследуемые физикой, т.е. пространство, время и материя, а так же все фундаментальные уравнения, связывающие эти объекты, такие как: Законы Механики Эйнштейна (и их следствия), Законы Максвелла (их их следствия), Законы Квантовой Механики (и их следствия) – оказываются универсальными при использовании их, как в неподвижной системе отсчёта, так и в движущейся равномерно и прямолинейно.
Первые опыты по исследованию этой универсальности проводил Галлилей, сравнивая результаты экспериментов в лаборатории на берегу и в лаборатории, расположенной в закрытом трюме равномерно и прямолинейно движущегося корабля.
Таким образом, все системы отсчёта, движущиеся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, в которых выполняются фундаментальные законы физики – считаются равноправными и называются Инерциальными Системами Отсчёта.
За последние 400 лет опыт и утверждение Галлилея не только не был опровергнут, но и многократно подтверждён, и его применимость была многократно расширена на весь спектр явлений, известных современной науке.
Таким образом, с точки зрения Науки, все Инерциальные Системы Отсчёта – равноправны. Нет никакой "особенной системы", "главной системы".
Так, если мы едем в равномерно движущемся поезде, то стакан, стоящий на столике в купе покоится _относительно поезда_, но в то же время от движется равномерно и прямолинейно _относительно платформы_. Поскольку никакой "главной инерциальной системы отсчёта не существует", то утверждение о том, движется стакан или покоится – относительно, т.е. не абсолютно, его нельзя ни доказать, ни опровергнуть безотносительно. Можно сказать, что он и движется равномерно и прямоолинейно, и покоится одновременно, в зависимости от того, из какой системы отсчёта за ним наблюдают.
Когда речь идёт о поезде, стакане и платформе, то в этом случае, наша интуиция подталкивает нас к практическому предпочтению системы отсчёта связанной с платформой (Землёй) по сравнению с системой, связанной с поездом. К тому же поезд "потряхивает", что как бы интуитивно подтверждает подвижность поезда и неподвижность Земли (платформы). Однако, с точки зрения физики и её философии, нет никаких причин отказываться от мысли, что можно считать поезд покоящимся, так, как будто земля и рельсы движутся навстречу поезду и "подкатываются" под колёса поезда, вызывая в "покоящемся" поезде небольшое потряхивание.
Если же мысленно удалиться далеко далеко в открытый космос, где нет ничего. Ничего, кроме двух космических кораблей с выключенными двигателями. Они движутся по инерции по прямолинейным траекториям. И в какой-то момент пролетают мимо друг друга. Капитану первого корабля будет казаться, что он покоится, а второй карабль движется мимо него. Капитану же второго корабля будет казаться, что на самом деле он покоится, а первый карабль движется мимо. Верно и то и другое утверждение, сделанное в соответствующей системе отсчёта. Таким образом покой и равномерное прямолинейное движение – неразличимы в абсолютном понимании, безотносительно к системе отсчёта.
Но, вообще говоря, само введение Инерциальных Систем Отсчёта, при ответе на поставленный в задании вопрос – не является необходимым. Если нас не интересует универсальность законов физики, и мы всего лишь наблюдаем за изменением положения тел в пространстве (снимаем движение на киноплёнку). В этом случае можно считать даже, что и Солнце вращается вокруг Земли. Важно понимать при этом, что система Земли не является инерциальной, так что объянить причины движения Солнца в такой системе было бы сложно. Но объявить системой отсчёта Землю мы можем, неинерциаальной системой, но можем. И в этой системе Солнце будет ходить по круговой орбите около Земли (астрономы так и расчитывают движение Солнца, называя его "орбиту" эклиптикой), а Земля будет покоится. А вот в системе отсчёта, связанной с Солнцем – оно покоится, и прокто крутится Земля.
Так что, и движение (включая вращение) и покой – нам, физикам, и правда, "только снятся".
1. При каких условиях появляются силы трения ?
При соприкосновении поверхностей тел.
2. От чего зависят модуль и направление силы трения покоя?
Направление силы трение покоя не имеет. Модуль зависит от величины нормального давления и коэффициента трения. Растет, от нуля до максимального значения трения покоя, если приложена внешняя сила, после того, как величина внешней силы превышает максимальное значение трения покоя, тело начинает двигаться, трения покоя меняет название (сила трения скольжения, качения и тд) и приобретает направление, противоположное направлению движения.
3. В каких пределах может изменяться сила трения покоя?
ответил выше.
4. Какая сила сообщает ускорение автомобилю или тепловозу?
Сила тяги двигателя, на уклонах - сила тяжести и так далее. . Если их нет и тело движется по инерции, то сила трения. В этом случае ускорение отрицательно, направлено против направления движения.
5. Может ли сила трения скольжения увеличить скорость тела?
Не может, оно направлено против движения, и может уменьшить скорость, но не увеличить.
6. В чем состоит главное отличие силы сопротивления в жидкостях и газах от силы трения между двумя твердыми телами?
Сила сопротивления появляется в жидкостях и газах. Сопротивления покоя не существует. Величина зависит от скорости - при малых скоростях оно пропорционально скорости, при больших квадрату скорости.
7. Приведите примеры полезного и вредного действия сил трения всех видов трения.
Трение сухое. Полезное, - наши самодвижущиеся повозки имеют возможность остановиться или тронуться с места - это полезно.
Но, с другой стороны, все движущиеся детали изнашиваются - это вредно.
Силы сопротивления в жидкостях. Полезное. Подъемная сила крыла и, например, вращение лопастей ветряных станций и мельниц. Вредное. Лобовое сопротивление мешающее движению и вызывающее дополнительные затраты энергии.