Является ли бегущая дорожка инерциальной системой отсчета?

[brigval]

Является ли полотно бегущей дорожки, приводимой в движение двигателем с человеком на ней, инерциальной системой отсчета?
Что по этому поводу можно сказать?
Тут с коллегами все копья поломали...

[EUgeneUS]

brigval
Смотря что Вы рассматриваете в качестве полотна бегущей дорожки.

Если только плоскую часть (одну из - например, только верхнюю), то с ней, безусловно, можно связать систему отсчета и она будет инерциальной (с некоторыми оговорками, в частности: скорость движения полотна должна быть постоянной)

[brigval]

EUgeneUS в сообщении #1381148 писал(а):

brigval
Смотря что Вы рассматриваете в качестве полотна бегущей дорожки.

Если только плоскую часть (одну из - например, только верхнюю), то с ней, безусловно, можно связать систему отсчета и она будет инерциальной (с некоторыми оговорками, в частности: скорость движения полотна должна быть постоянной)

Спасибо.
Скорость движения полотна считаем постоянной.
У нас с коллегами вопрос был такой: чем отличается бег на бегущей дорожке от бега по неподвижной дорожке стадиона?
Один из коллег утверждает, что с точки зрения физики, ничем. Потому что дорожка - инерциальная система отсчета.
Но ведь бегуну приходится выдерживать идеально постоянную скорость относительно неподвижного каркаса дорожки (Земли), равную скорости движения полотна.
И оставаться на одном месте относительно Земли.
Опять же размеры бегуна соизмеримы с размерами дорожки.
Может ли тело быть соизмеримым с ИСО, что б анализировать его перемещения в этой ИСО было бы корректным занятием?
Или это в данном контексте не имеет значения?

[EUgeneUS]

brigval в сообщении #1381150 писал(а):

Может ли тело быть соизмеримым с ИСО,

У ИСО нет размера

Если дорожка установлена горизонтально, а бегун не держится за поручни, то Ваш коллега прав - бег ничем не отличается от бега по горизонтальной прямой резиновой дорожке стадиона. Кроме того, как Вы уже отметили: на дорожке возникает необходимость строго выдерживать скорость, что может составлять некоторые трудности для бегуна, но это уже про биомеханику, а не про физику.

А вот если дорожку установить под углом, то бег на ней таки будет отличаться от бега в гору.

[rockclimber]

brigval в сообщении #1381146 писал(а):

Является ли полотно бегущей дорожки, приводимой в движение двигателем, с человеком на ней инерционной системой отсчета?
Что по этому поводу можно сказать?

По этому поводу можно сказать много чего
Строго говоря - система отсчета является логической абстракцией. Тело не является системой отсчета, но его можно связать с некоторой системой отсчета. Или наоборот. Например, можно сказать: "Рассмотрим систему отсчета, в которой поверхность беговой дорожки покоится". Тут, правда, есть некоторое количество засад. Например, если в этой СО верхняя поверхность дорожки покоится, то нижняя движется. Но не только.
Я помню, на одной из прошлых работ тоже спорил с коллегой по другому поводу. Там была задача столкновения двух автомобилей. Он мне пытался доказать, что лобовое столкновение двух автомобилей, движущихся со скоростью $100 \text{ км/ч}$ эквивалентно столкновению с неподвижным препятствием на скорости $200 \text{ км/ч}$. Его логика была такая: автомобиль движется прямолинейно и равномерно, рассмотрим ИСО, связанную с автомобилем, в которой он покоится, тогда второй автомобиль налетает на него на скорости $200 \text{ км/ч}$... что и требовалось доказать. Только вот он тоже считал, что автомобиль - это и есть система отсчета, и раз мы его назвали ИСО, то он так и останется ИСО, даже после столкновения... А на самом деле, когда две машины столкнутся и остановятся в точке столкновения, та ИСО, которую мы рассматривали (связанная с одним из автомобилей) улетит дальше вперед со скоростью $100 \text{ км/ч}$, а автомобиль в ней "поедет назад" со скоростью $-100 \text{ км/ч}$...

[brigval]

EUgeneUS в сообщении #1381151 писал(а):

brigval в сообщении #1381150 писал(а):

Может ли тело быть соизмеримым с ИСО,

У ИСО нет размера

Если дорожка установлена горизонтально, а бегун не держится за поручни, то Ваш коллега прав - бег ничем не отличается от бега по горизонтальной прямой резиновой дорожке стадиона. Кроме того, как Вы уже отметили: на дорожке возникает необходимость строго выдерживать скорость, что может составлять некоторые трудности для бегуна, но это уже про биомеханику, а не про физику.

А вот если дорожку установить под углом, то бег на ней таки будет отличаться от бега в гору.

Хорошо, что Вы сами упомянули про биомеханику, это существенный момент.

А если можно, вкратце, в чем может быть разница в беге в подъем на бегущей дорожке и в гору?

[rockclimber]

brigval в сообщении #1381156 писал(а):

Хорошо, что Вы сами упомянули про биомеханику, это существенный момент.

Да вряд ли биомеханика сильно существенна. А еще на стадионе еще есть сопротивление воздуха, которого нет на беговой дорожке.

[brigval]

rockclimber в сообщении #1381152 писал(а):

brigval в сообщении #1381146 писал(а):

Является ли полотно бегущей дорожки, приводимой в движение двигателем, с человеком на ней инерционной системой отсчета?
Что по этому поводу можно сказать?

По этому поводу можно сказать много чего
Строго говоря - система отсчета является логической абстракцией. Тело не является системой отсчета, но его можно связать с некоторой системой отсчета. Или наоборот. Например, можно сказать: "Рассмотрим систему отсчета, в которой поверхность беговой дорожки покоится". Тут, правда, есть некоторое количество засад. Например, если в этой СО верхняя поверхность дорожки покоится, то нижняя движется. Но не только.
Я помню, на одной из прошлых работ тоже спорил с коллегой по другому поводу. Там была задача столкновения двух автомобилей. Он мне пытался доказать, что лобовое столкновение двух автомобилей, движущихся со скоростью $100 \text{ км/ч}$ эквивалентно столкновению с неподвижным препятствием на скорости $200 \text{ км/ч}$. Его логика была такая: автомобиль движется прямолинейно и равномерно, рассмотрим ИСО, связанную с автомобилем, в которой он покоится, тогда второй автомобиль налетает на него на скорости $200 \text{ км/ч}$... что и требовалось доказать. Только вот он тоже считал, что автомобиль - это и есть система отсчета, и раз мы его назвали ИСО, то он так и останется ИСО, даже после столкновения... А на самом деле, когда две машины столкнутся и остановятся в точке столкновения, та ИСО, которую мы рассматривали (связанная с одним из автомобилей) улетит дальше вперед со скоростью $100 \text{ км/ч}$, а автомобиль в ней "поедет назад" со скоростью $-100 \text{ км/ч}$...

Как все сложно

-- 11.03.2019, 16:08 --

rockclimber в сообщении #1381158 писал(а):

brigval в сообщении #1381156 писал(а):

Хорошо, что Вы сами упомянули про биомеханику, это существенный момент.

Да вряд ли биомеханика сильно существенна. А еще на стадионе еще есть сопротивление воздуха, которого нет на беговой дорожке.

На беговой дорожке бывает предусмотрен легкий обдув.
Но сопротивлением воздуха пренебрегаем.

[rascas]

brigval в сообщении #1381156 писал(а):

А если можно, вкратце, в чем может быть разница в беге в подъем на бегущей дорожке и в гору?

Нет разницы.

[photon]

brigval в сообщении #1381156 писал(а):

А если можно, вкратце, в чем может быть разница в беге в подъем на бегущей дорожке и в гору?

В изменении атмосферного давления.

[rascas]

photon в сообщении #1381163 писал(а):

В изменении атмосферного давления.

Этим на мой взгляд тоже возможно пренебречь. Например при подъёме на девятый этаж (высота 30 метров) давление уменьшится всего на 0,3% (~2 мм.рт.ст.).

[brigval]

Был такой пример.
На дорожку, расположенную горизонтально, бегун отпускает яблоко.
Оно падает... как? Как и на Землю?
Если "ИСО-полотно дорожки" расположить под углом и бросаем яблоко, оно ведь не полетит перпендикулярно дорожке-ИСО. Как на ИСО-Земля, которую "как ни крути".
Является ли дорожка под углом самостоятельной ИСО или уже нет?
Вот такие были еще соображения.

[rockclimber]

brigval в сообщении #1381160 писал(а):

Как все сложно

А никто не обещал, что будет легко.

rascas в сообщении #1381167 писал(а):

Этим на мой взгляд тоже возможно пренебречь. Например при подъёме на девятый этаж (высота 30 метров) давление уменьшится всего на 0,3% (~2 мм.рт.ст.).

Зависит от стартовой точки. Подъем на 100 метров от уровня моря вы не почувствуете, а подъем, например, с 3000 метров до 3100 на те же 100 метров - очень даже.

[photon]

brigval в сообщении #1381169 писал(а):

Является ли дорожка под углом самостоятельной ИСО или уже нет?

Нет, равно как и другие тела не являются СО. Вам стоит ознакомиться с определением понятия "система отсчета".

rascas в сообщении #1381167 писал(а):

Например при подъёме на девятый этаж (высота 30 метров)

А при скоростном восхождении на какую-то горную вершину?

[miflin]

brigval в сообщении #1381156 писал(а):

в чем может быть разница в беге в подъем на бегущей дорожке и в гору?

Представьте два эскалатора - один неподвижен, а другой опускается.
Если подниматься по ним так, чтобы относительно каждого иметь одну и ту же скорость, то разницы в энергозатратах нет.
Если же ставить целью равенство скоростей относительно Земли...