Скорость относительного движения

Как известно, любое движение тела относительно выбранной системы отсчета. Для каких-то систем отсчета тело будет двигаться быстро, для других медленнее, а для третьих вообще покоиться.

Когда говорится о скорости прямолинейного равномерного движения, то обычно имеется в виду, что скорость измеряется относительно покоящегося тела. Например, вы стоите, а рядом проезжает велосипедист, и вы наблюдаете, что за каждую секунду он приближается, а затем удаляется на 5 м. Вы можете сделать вывод, что скорость велосипедиста 5 м/с.

Но что если вы решите побежать за ним со скоростью 3 м/с, то какой будет вам казаться скорость велосипедиста? Допустим, в момент когда велосипедист поравнялся с вами, вы побежали за ним, пусть это будет точка старта. Когда он проедет 5 м, вы пробежите 3. Через 2 секунды он окажется на 10 м от старта, а вы — на 6. Через 30 секунд он проедет 150 м, а вы пробежите 90 м.

В результате велосипедист удалится от вас всего на 60 метров, а не на 150, если бы вы стояли. 60 метров за 30 секунд — это 2 м/с. То есть с точки зрения бегущего в том же направлении человека, скорость велосипедиста достаточно смешна.

Однако вы могли побежать не за велосипедистом, а в противоположную от него сторону. От общей точки старта через 1 секунду расстояние между вами составит 8 м (его 5 и ваши 3), через 2 секунды — 5+5 + 3+3 = 16 м. Через 30 секунд от отъедет от точки старта на 150 м, а вы отбежите в другую сторону на 90 м. Расстояние между вами составит 240 м. Чтобы найти скорость велосипедиста относительно вас, или вас относительно велосипедиста, надо 240 метров разделить на 30 секунд, что составит 8 м/с.

Если же у вас будет такая же скорость как у велосипедиста, и вы побежите в ту сторону, куда едет он, то окажется, что он вообще покоится. А вот если вы с такой же как у него скоростью побежите в противоположную сторону, то окажется, что его скорость в 2 раза больше, чем 5 м/с.

В жизни не так все просто. Тела редко двигаются в одинаковую или противоположные стороны. Они могут двигаться под любым углом друг к другу. В таком случае расчет скоростей происходит сложнее.