Ruch względny: od wyboru obserwatora do czasu spotkania

Potrzebne wiadomości: Wektory, ruch jednostajny i równania liniowe.

Dwa układy poruszające się jednostajnie

Jeżeli układ S′ przesuwa się względem S z prędkością V wzdłuż osi x, klasyczne przekształcenie ma postać x'=x-Vt, t'=t. Zatem v'=v-V, a przy stałym V przyspieszenia są jednakowe. To przybliżenie dla prędkości małych wobec c, nie prawo dodawania prędkości światła.

Dla dwóch ciał \vec v_{B/A}=\vec v_B-\vec v_A. W jednym wymiarze zachowujemy znaki. W ruchu dwuwymiarowym odejmujemy składowe; nie odejmujemy automatycznie samych szybkości. Dwie prostopadłe prędkości po 3 m/s dają względną szybkość 3\sqrt2 m/s.

Spotkanie i wybór zera czasu

Dwa wózki oddalone początkowo o 20 m jadą ku sobie z 2 i 3 m/s. Odległość maleje o 5 m co sekundę, więc spotkanie nastąpi po 4 s. Gdy oba jadą w tym samym zwrocie, odległość maleje tylko wtedy, gdy tylny jest szybszy. Ujemny czas rozwiązania wskazuje spotkanie przed przyjętą chwilą początkową, nie w przyszłości.

Zasada względności Galileusza mówi, że prawa mechaniki mają tę samą postać w układach inercjalnych. Nie nadaje tego statusu obracającemu się układowi ani windzie z przyspieszeniem. Ta jednostka rozwija porównanie obserwatorów, zachowując archiwalne definicje kinematyki i zadania o samolotach.

Zadania do tego tematu

• Marsz przeciwnie do ruchu wagonu
• Doganianie po wspólnym starcie zegara
• Prostopadłe wektory prędkości dwóch wózków

Dalsza lektura

Materiał referencyjny