Относительность движения

Положение тела в пространстве всегда задается относительно какого-то другого тела — тела отсчета. С этим телом связывают систему координат, и положение тела задается его координатами.

Но за тело отсчета можно выбрать любое тело и с каждым из них связать систему координат. Тогда положение одного и того же тела можно рассматривать относительно разных систем отсчета. Координаты одного и того же тела относительно разных тел отсчета могут оказаться различными. Например, положение автомобиля на дороге (рис. 32) можно задать, указав, что он находится на расстоянии l₁ к северу от населенного пункта l. Но можно сказать, что автомобиль расположен на расстоянии 1₂ к востоку от населенного пункта 2. Это и значит, что положение тела относительно: оно различно относительно разных систем координат.

Но относительно не только положение тела. Относительно и его движение. В чем состоит относительность движения?

Ребенок, впервые попавший на берег реки во время ледохода, спросил: «На чем это мы едем?» Очевидно, ребенок «выбрал» в качестве тела отсчета плывущую по реке льдину. Находясь в покое относительно берега, ребенок двигался вместе с берегом относительно «выбранной» им системы отсчета — льдины.

В стихотворении И. А. Бунина «В поезде» есть такие строки:

Вот мост железный над рекой

Промчался с грохотом под нами...

На первый взгляд они кажутся бессмысленными: ведь не мост под поездом, а поезд по мосту мчится «с грохотом». Здесь писатель-пассажир «выбрал» систему отсчета, связанную с поездом. Поэтому поезд условно считается неподвижным. Относительно этой системы отсчета мост в самом деле движется. Относительно же Земли (системы отсчета, связанной с ней), наоборот, покоится мост, а движется поезд.

В двустишии отмечается также, что не только движение тела, но и его положение относительно: мост расположен под поездом, но над рекой.

Еще один всем известный пример относительности движения и покоя. Каждому, наверное, приходилось наблюдать, как иногда трудно, находясь в вагоне поезда и глядя в окно на проходящий мимо по соседнему пути поезд, выяснить, какой из поездов движется, а какой покоится. Строго говоря, если видеть только соседний вагон и не видеть земли, строений, облаков и т. д., то узнать, какой из поездов движется прямолинейно и равномерно, а какой покоится, невозможно. Если пассажир одного из поездов утверждает, что движется «его» поезд, то пассажир другого поезда с таким же правом может сказать, что движется «его» поезд, а соседний неподвижен. Правы оба пассажира — движение и покой относительны.

Дата добавления: 2014-01-14