§ 47. Куда мы двигаемся

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 5: Энергия и движение. Страницы 86–89.

Чему научишься

• Объяснять, почему движение относительно: всё зависит от того, с чем сравнивать.
• Выбирать тело отсчёта и говорить, относительно чего тело движется, а относительно чего покоится.
• Отличать траекторию, путь и перемещение.
• Рисовать траекторию одного и того же тела для разных наблюдателей.

Разминка

• Что такое механическое движение? Изменение положения тела относительно других тел с течением времени.
• Приведи примеры движения. Бежит спортсмен, скачет конь, взлетает ракета, ползёт по скале альпинист, летит беркут.
• Что общего у всех этих примеров? Каждое тело меняет своё положение — это движение.
• В каких единицах измеряют расстояние? В метрах (м) и километрах (км).

Разбираемся

Движется или стоит? Смотря с чем сравнить

Ты сидишь в поезде Алматы — Астана. Относительно стен вагона и соседа по купе ты неподвижен. А относительно деревьев, станций и столбов за окном ты несёшься вместе с поездом.

Другой пример: поднимается лифт. Чемодан на полу лифта покоится относительно стен лифта и человека рядом. Но относительно Земли и дома он едет вверх.

📌 Сказать просто «тело движется» нельзя. Нужно добавить, относительно чего. Тело, с которым сравнивают, называют телом отсчёта.

Относительность движения — это когда перемещение, траектория и скорость тела разные для разных тел отсчёта.

⚠️ Частая ошибка. «Дом стоит — значит, он неподвижен всегда». Относительно Земли — да. А относительно Солнца дом вместе с Землёй летит по огромному кругу. Неподвижных тел «вообще» не бывает.

Траектория, путь и перемещение

Представь, что ты идёшь из школы домой, обходя дома и перекрёстки.

• Траектория — линия, по которой ты шёл. Её можно нарисовать: прямая, извилистая, по кругу.
• Путь ($L$) — длина этой линии. Это то, что показывает шагомер.
• Перемещение ($S$) — стрелка от места старта прямо к месту финиша. У неё есть длина и направление.

На схеме в параграфе мальчик идёт с рюкзаком. За ним тянется извилистая линия — траектория, её длина — путь. А прямая синяя стрелка от начала к концу — перемещение.

Посчитаем. Путь: $3 + 8 + 3 = 14$ клеток, то есть $14 \cdot 50 = 700$ м. Перемещение: $8$ клеток, то есть $8 \cdot 50 = 400$ м.

📌 Путь никогда не бывает меньше перемещения. Они равны, только если тело двигалось по прямой и не поворачивало назад.

💡 Сходил в магазин и вернулся домой? Путь — сотни метров, а перемещение — ноль: ты оказался там же, откуда начал.

Траектория тоже зависит от наблюдателя

Возьмём вертолёт, который опускается на землю. Точка на кончике лопасти винта:

• для пилота (тело отсчёта — вертолёт) бегает по окружности;
• для человека на земле одновременно крутится и опускается, поэтому рисует винтовую линию, как пружинка.

🌟 Казахстанский космонавт Талгат Мусабаев трижды летал в космос. Внутри корабля он мог спокойно «висеть» рядом с приборами. А относительно Земли он вместе с кораблём облетал планету примерно за полтора часа!

👨‍👩‍👧 Родителю. В машине спросите ребёнка: «Мы сейчас движемся относительно меня? А относительно того столба?» Игра «движусь — не движусь» хорошо закрепляет тему.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Почему нельзя просто сказать «тело движется»? Нужно указать, относительно какого тела. Относительно одних тел оно движется, относительно других покоится.
• Что такое траектория? Линия, вдоль которой движется тело.
• Что такое путь? Длина траектории, пройденной за время наблюдения. Обозначают $L$.
• Что такое перемещение? Направленный отрезок из начального положения тела в конечное. Обозначают $S$.
• Когда тело не двигалось относительно другого тела? Когда его путь и перемещение относительно этого тела равны нулю.

Решаем упражнения

№ 1

На пяти фото: бегун на дорожке, всадник на скакуне, старт ракеты, альпинист на скале, беркут слетает с руки охотника. Какое изученное понятие их объединяет?

Как думать. Что делает каждый: бежит, скачет, летит, лезет. Все меняют положение в пространстве.

Решение. Бегун движется относительно дорожки, конь — относительно ипподрома, ракета — относительно стартовой площадки, альпинист — относительно скалы, беркут — относительно охотника и земли. Везде есть движение, и везде мы невольно выбираем тело, с которым сравниваем.

Ответ: механическое движение (движение тел).

№ 2

Посмотри на схему с мальчиком: траектория, путь, перемещение. Объясни эти понятия. Нарисуй свой путь из школы домой, укажи, относительно каких тел ты двигался, и отметь путь и перемещение.

Как думать. Сначала начерти план улиц, потом свою дорогу (траекторию), потом прямую стрелку от школы к дому (перемещение).

Решение.

1. Траектория — линия, по которой мальчик шёл (на схеме извилистая).
2. Путь — длина этой линии.
3. Перемещение — прямая стрелка от начальной точки к конечной.
4. На своей схеме: отметь школу и дом, нарисуй дорогу с поворотами и подпиши «путь». Прямой стрелкой соедини школу с домом и подпиши «перемещение».
5. Двигался относительно школы, домов, деревьев, светофоров, дороги. Покоился относительно своего рюкзака и одежды.

Пример расчёта по схеме выше (1 клетка = 50 м):

Ответ: путь — длина всей дороги (в примере 700 м), перемещение — прямая от школы к дому (в примере 400 м); двигался относительно зданий и дороги, покоился относительно рюкзака.

№ 3

Прочитай о космонавте Талгате Мусабаеве. Относительно каких тел он двигался, а относительно каких — нет?

Как думать. Подумай о двух «мирах»: внутри корабля и снаружи.

Пример ответа.

• Двигался относительно Земли, Луны, Солнца и звёзд: корабль летел вокруг планеты.
• Не двигался (покоился), когда спокойно находился в корабле: относительно кресла, стен корабля, приборов и других космонавтов.
• В открытом космосе, держась за поручень станции, он покоился относительно станции, но вместе с ней мчался относительно Земли.

Ответ: движение — относительно Земли и других небесных тел; покой — относительно корабля и всего, что в нём.

🌟 Мусабаев — второй космонавт Казахстана, Народный Герой Казахстана. Его занесли в Книгу рекордов Гиннесса: по сведениям учебника, до него никто за один полёт не провёл в открытом космосе больше суток.

№ 4

Класс едет на автобусе из Алматы к Чарынскому каньону. На карте — маршрут. 1) Относительно каких тел ты двигался, а относительно каких покоился? 2) Покажи на карте перемещение и пройденный путь.

Как думать. Путь — синяя линия дороги на карте со всеми изгибами. Перемещение — прямая стрелка из Алматы в каньон.

Решение.

1. Движение — относительно дороги, гор, сёл, деревьев, встречных машин. Покой — относительно автобуса, сидений, водителя и одноклассников.
2. Путь — вся синяя линия маршрута. На карте в окошке указано около 224 км и 3 ч 16 мин в дороге.
3. Перемещение — прямая стрелка от точки «Алматы» до точки «Чарынский каньон». Она заметно короче: примерно 175 км.

Ответ: двигались относительно дороги и окрестностей, покоились относительно автобуса; путь — вся линия дороги (≈224 км), перемещение — прямая из Алматы в каньон (≈175 км).

🌟 Чарынский каньон называют «младшим братом» Большого каньона в США. Его красные скалы-«замки» сложены из горных пород, которые миллионы лет размывала река Шарын.

№ 5

Нарисуй траекторию своего движения: 1) ты сидишь на карусели; 2) ты смотришь на карусель со стороны.

Как думать. Выбери тело отсчёта. В первом случае — карусель (сиденье). Во втором — земля, на которой стоит наблюдатель.

Решение.

1. Относительно карусели ты не движешься: сиденье едет вместе с тобой. Траектории нет — это точка. Зато мир вокруг для тебя кружится: деревья и люди пробегают по кругу.
2. Для наблюдателя на земле ты движешься по окружности вокруг оси карусели. Если карусель ещё и качается вверх-вниз (лошадки), линия получится волнистой окружностью.

Ответ: 1) точка (ты покоишься относительно карусели); 2) окружность вокруг центра карусели.

№ 6

(задание без номера в учебнике: «Объясни причины, предложи решение») Ты сидишь в стоящем вагоне и смотришь на электричку на соседнем пути. Она трогается — и непонятно, кто поехал: твой вагон или она. Почему?

Как думать. Что ты видишь в окно? Только другой поезд. С чем тогда сравнивать?

Пример ответа.

• Мы видим только электричку, и она для нас — единственное тело отсчёта.
• Относительно друг друга вагоны движутся одинаково, кто бы из них ни поехал. Поэтому глазам не за что «зацепиться».
• Поезд трогается плавно, толчка почти не чувствуется.

Решение проблемы:

• посмотреть в окно с другой стороны вагона на платформу или здание;
• найти в окне неподвижный предмет: столб, дерево, край перрона;
• прислушаться и почувствовать, есть ли стук колёс и покачивание.

Ответ: движение относительно; глядя только на другой поезд, нельзя понять, что движется относительно Земли. Нужно взглянуть на неподвижное тело — платформу, здание, столб.

№ 7

(задание без номера в учебнике: творческое) Нарисуй карту путешествия сказочного героя и покажи траекторию и перемещение относительно разных пунктов.

Как думать. Выбери героя, у которого есть понятный маршрут: Колобок, Красная Шапочка, Алдар-Косе.

План.

1. Выбери героя и отметь на карте точки маршрута.
2. Нарисуй траекторию — извилистую линию от точки к точке.
3. Проведи стрелку-перемещение от начальной точки к конечной.
4. Подпиши, относительно чего герой двигался и относительно чего покоился.

Образец. Колобок выкатился из дома бабушки и дедушки (старт). По тропинке он встретил Зайца, потом Волка, затем Медведя и, наконец, Лису (финиш). Траектория — извилистая тропинка через лес со всеми поворотами. Путь — длина всей этой тропинки. Перемещение — прямая стрелка от дома до места встречи с Лисой. Относительно деревьев и зверей Колобок двигался, а относительно своей румяной корочки — нет.

Ответ: карта с маршрутом, траекторией, перемещением и подписями тел отсчёта.

№ 8

(задание без номера в учебнике: лист самооценки) Оцени по трём критериям: усвоение теории; проведение исследований и выводы; работа в команде. Для каждого: «всё получилось», «не совсем», «не получилось (почему)».

Как думать. Будь честен: самооценка нужна тебе, а не для отметки.

Пример ответа.

Ответ: у каждого свой.

Шпаргалка

• Всегда говори, относительно чего тело движется.
• Пассажир покоится относительно вагона, но движется относительно Земли.
• Путь ≥ перемещения. Вернулся на старт — перемещение 0.
• Одна и та же точка может рисовать окружность для одного наблюдателя и «пружинку» — для другого.

Мини-тест