Względność ruchu

Ruch jest pojęciem względnym ponieważ jego opis zależy od wcześniej wybranego układu odniesienia. W różnych układach opis tego samego ruchu może wyglądać inaczej. Np. Jedno drzewo względem drugiego nie zmienia swojego położenia (czyli są one w spoczynku) natomiast obydwa drzewa względem Słońca są w ruchu, gdyż wraz z Ziemią zmieniają swoje położenie względem tej gwiazdy.

Również prędkość ciała (v) w różnych układach odniesienia może przyjmować różne wartości. Żeby to lepiej zrozumieć przeanalizujmy poniższy przykład.

Względność ruchu - przykład.

Autobus i samochód osobowy jadą w przeciwne strony z prędkościami (mierzonymi względem nieruchomego ciała np. drzewa)  równymi odpowiednio v₁ =100km/h i v₂ = 50 km/h. W autobusie idzie Krzyś z prędkością v₃ = 3 km/h mierzoną względem autobusu. Znajdź prędkość Krzysia względem:
a)    drzewa
b)    samochodu osobowego.
Rozważ dwa przypadki: gdy Krzyś porusza w kierunku zgodnym z ruchem autobusu i gdy się porusza w kierunku przeciwnym.
Poniższy rysunek przedstawia sytuację z zadania.

Rys. Monika Pilch

Ad. a) Gdy Krzyś porusza się w kierunku zgodnym z kierunkiem ruchu autobusu to jego prędkość względem drzew jest sumą prędkości autobusu i Krzysia:

\(v=v _{1}+v _{2}=103 \frac{km}{h} \)

Gdy Krzyś natomiast porusza się w kierunku przeciwnym do kierunku autobusu to jego prędkość względem spoczywającego obiektu jest różnicą prędkości autobusu i Krzysia:

\(v=v _{1}-v _{3}=97 \frac{km}{h} \)

Ad. b) Krzyś przemieszcza się szybciej względem samochodu osobowego niż względem drzewa, ponieważ pojazdy poruszają się w przeciwne strony. Stąd do wartości prędkości otrzymanych w podpunkcie a) należy dodać jeszcze wartość prędkości samochodu osobowego.

\(v=v _{1}+v _{3}+v _{2}=153 \frac{km}{h} \)- dla kierunku ruchu Krzysia z zgodnego z kierunkiem ruchu autobusu.

\(v=v _{1}-v _{3}+v _{2} = 147 \frac{km}{h} \)- dla kierunku ruchu Krzysia przeciwnego do kierunkiem ruchu autobusu.

Z powyższego przykładu wynika, że prędkość Krzysia w różnych układach odniesienia (względem różnych obiektów) przyjmuje różne wartości.