Відносність руху, фізика
Відносність руху полягає в тому, що при вивченні руху в системах відліку, що рухаються рівномірно і прямолінійно щодо прийнятої нерухомої системи відліку, всі розрахунки можна проводити за тими ж формулами і рівняннями, як якщо б рух рухомий системи відліку відносно нерухомої відсутнє.
Система відліку - це сукупність тіла відліку, системи координат і часу [1], пов'язаних з тілом, по відношенню до якого вивчається рух (або рівновага) яких-небудь інших матеріальних точок або тіл. Будь-який рух є відносним, і рух тіла слід розглядати лише по відношенню до будь-якого іншого тіла (тіла відліку) або системі тіл. Не можна вказати, наприклад, як рухається Місяць взагалі, можна лише визначити її рух по відношенню до Землі або Сонця і зірок і т. Д.
Математично рух тіла (або матеріальної крапки) по відношенню до вибраної системи відліку описується рівняннями, які встановлюють, як змінюються з плином часу t координати, що визначають положення тіла (точки) в цій системі відліку. Наприклад, в декартових координатах х, у, z рух точки визначається рівняннями Х = f1 (t), у = f2 (t), Z = f3 (t), називаються рівняннями руху.
Тіло відліку - тіло, щодо якого задається система відліку.
Система відліку - зіставлена з континуумом, натягнутим на реальні або уявні базові тіла відліку. До базових (утворюючим) тіл системи відліку природно пред'явити наступні два вимоги:
1. Базові тіла повинні бути зацікавленими нерухомі одна відносно одної. Це перевіряється, наприклад, по відсутності допплер-ефекту при обміні радіосигналами між ними.
2. Базові тіла повинні рухатися з однаковим прискоренням, тобто мати однакові показники встановлених на них акселерометрів.
Рухомі тіла змінюють своє положення відносно інших тіл. Положення автомобіля, що мчить по шосе змінюється щодо покажчиків на кілометрових стовпах, положення корабля, що пливе в море недалеко від берега, змінюється щодо зірок і берегової лінії, а про рух літака, що летить над землею, можна судити по зміні його положення відносно поверхні Землі. Механічний рух - це процес зміни положення тіл в просторі з плином часу. Можна показати, що одне і те ж тіло може по-різному переміщатися відносно інших тіл.
Таким чином говорити про те, що якесь тіло рухається, можна лише тоді, коли ясно, щодо якого іншого тіла - тіла відліку змінилося його положення.
Уявіть собі електричку. Вона їде тихенько по рейках, розвозячи пасажирів по дачах. І раптом сидить в останньому вагоні хуліган і дармоїд Сидоров зауважує, що на станції «Сади» в вагон входять контролери. Квиток, природно, Сидоров не купив, а штраф платити йому хочеться ще менше.
І ось, щоб його не зловили, він швиденько робить переміщення при прямолінійній рівномірному русі в інший вагон. Контролери, перевіривши квитки у всіх пасажирів, рухаються в тому ж напрямку. Сидоров знову переходить в наступний вагон і так далі. І ось, коли він досягає першого вагона і йти далі вже нікуди, виявляється, що поїзд якраз доїхав до потрібної йому станції «Городи», і щасливий Сидоров виходить, радіючи з того, що проїхав зайцем і не попався.
Що ми можемо витягти з цієї гостросюжетної історії? Ми можемо, без сумніву, порадіти за Сидорова, а можемо, крім того, виявити ще один цікавий факт.
У той час, як потяг за п'ять хвилин проїхав п'ять кілометрів від станції «Сади» до станції «Городи», заєць Сидоров за цей же час подолав таку ж відстань плюс відстань, рівну довжині поїзда, в якому він їхав, тобто близько п'яти тисяч двохсот метрів за ті ж п'ять хвилин. Виходить, що Сидоров рухався швидше електрички. Втім, таку ж швидкість розвинули і наступні за ним по п'ятах контролери. З огляду на, що швидкість поїзда була близько 60 км / ч впору видати їм усім кілька олімпійських медалей.
Однак, звичайно ж, ніхто такої дурістю займатися не буде, тому що всі розуміють, що неймовірна швидкість Сидорова була розвинена їм тільки лише щодо нерухомих станцій, рейок і городів, і обумовлена ця швидкість була пересуванням поїзда, а зовсім не неймовірними здібностями Сидорова. Щодо ж поїзда Сидоров рухався зовсім і не швидко і не дотягує не те що до олімпійської медалі, але навіть до стрічки від неї. Ось тут-то ми і стикаємося з таким поняттям як відносність руху.