Относительность механического движения

В разных системах отсчета характеристики механического движения могут быть различными.

Например, в системе отсчета, связанной с Землей, то есть, с точки зрения наземного наблюдателя груз, сброшенный с самолета, летит по некоторой криволинейной траектории. А в системе отсчета, связанной с самолетом, наблюдатель, то есть летчик, увидит, что груз падает по прямой.

Другой пример. Человек в лодке переплывает реку перпендикулярно ее течению.

За движением лодки следят два наблюдателя: один неподвижный на берегу, другой, плывущий по течению, например, на плоту (со скоростью течения реки).

Оба наблюдателя измеряют перемещение лодки и время, затраченное на него.

Рис. 1

Свяжем систему координат X0Y с неподвижным наблюдателем, ось 0X направим вдоль берега, ось 0Y – перпендикулярно берегу по направлению движения лодки. Другую систему координат X'0'Y' свяжем с движущимся по течению реки плотом.

Как движется лодка относительно двух систем?

Наблюдатель на плоту видит, что лодка удаляется от него к противоположному берегу все время перпендикулярно течению. Через некоторое время плот окажется в точке C, а лодка достигнет противоположного берега в точке C'.

Относительно плота лодка совершает перемещение

Относительно наблюдателя на берегу, лодка за тоже время совершает перемещение За это же время плот совершает перемещение

Из рисунка видно, что перемещение лодки относительно неподвижной системы координат связано с перемещениями и формулой:

Скорость лодки относительно неподвижной системы координат получим, разделив перемещение на время: или

Последняя формула – это формула сложения скоростей.

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна геометрической сумме скорости тела относительно подвижной система отсчета и скорости подвижной системы отсчета относительно неподвижной.

Соответственно, различными в названных системах отсчета являются и траектории движения лодочника, и его перемещения, и пройденные пути, и покой.