«Почему, если прыгнуть в вагоне вверх, ты приземлишься на то же место, а если на крыше вагона, то место приземления будет другое?».

Вроде бы банальный школьный вопрос, но давайте все же попробуем разобраться.

В группе «Физика», где обсуждался вопрос про прыжки внутри вагона и на его крыше, на эту тему образовалось больше 200 комментариев.

Многие, конечно, шутили про опасность прыжков на крыше в виду близости к проводам.

«Ну ка бы… зависит от того какое напряжение. Если 3000 постоянного тока, то приземлится ближе, но в виде пепла. А если переменный ток, то там до 30 000 может доходить – может отбросить от крыши поезда метра на три. Нужно условия задачи уточнить», – пишет один из пользователей.

«Потому что если вы подпрыгнете на крыше вагона, движущегося по электрифицированной железной дороге, точкой приземления может стать кладбище», – добавляет другой.

Много шутников при ответе на вопрос иронизировали иначе: «Ну, тут все понятно. Крыша вагона дальше от Земли, ниже гравитация, это значит, что время на крыше течет с другой скоростью», «Если прыгнешь на крыше вагона, то тебя подхватывает межпространственный лифт и везет прямиком в райские сады или в адские пещеры, смотря какой билет выпадает»…

Но есть и правильный ответ. Воздух внутри вагона движется вместе с ним в замкнутой системе, поэтому, подпрыгивая, человек продолжает перемещаться не только по вертикали, но и по горизонтали. На крыше вагона воздух не движется вместе с поездом и прыгуна встречный поток просто сносит назад.



Это объяснение – правильное, но слишком короткое и упрощенное. Есть более полное от Людмилы Уолкер:

«Если вы подпрыгнете строго вертикально к полу/крыше вагона, вы по инерции все еще будете двигаться со скоростью поезда. Это потому что вертикальная составляющая вашего прыжка не окажет влияние на горизонтальную (движение поезда). То есть вертикальное движение будет само по себе, горизонтальное само по себе. И, когда вы приземлитесь на пол/крышу, вы попадете точно в ту же точку, с которой подпрыгнули. Это без учета трения воздуха.

С учетом трения будет так. Внутри поезда воздух тоже движется со скоростью поезда и, пока вы в воздухе, горизонтальная составляющая вашей скорости не изменится. На крыше, воздух не движется с поездом, он движется против поезда, и обе составляющие (вертикальная и горизонтальная) вашей скорости изменятся (затормозятся). И точка приземления будет смещена от точки, с которой вы подпрыгнули».

По поводу задачки у людей совсем разные мнения. Кто-то называет ее тролингом, а кто-то считает, что это вполне хорошая загадка аж для школьной олимпиады по физике.

источник