Относительность механического движения

Сложность изучения механического движения состоит в том, что оно происходит относительно каких-то тел.

Для того, чтобы это понять, будем рассматривать движение тел с позиций двух наблюдателей: одного, находящегося на земле, а другого – в движущемся теле.

Так, например, для наблюдателя, находящегося в движущемся поезде, пассажиры, сидящие в вагоне и сам вагон неподвижны, а деревья и здания движутся; а для наблюдателя, находящегося на перроне неподвижны здания и деревья, зато вагон с пассажирами движется. Туристы, плывущие по течению реки на плоту, считают себя неподвижными относительно плота и воды, а берега реки и все, что находится на них, будут двигаться. Для наблюдателя, стоящего на берегу все происходит наоборот.

Человек, поднимающийся по эскалатору метро, может быть неподвижным относительно здания вокзала, если эскалатор будет двигаться с той же скоростью, но вниз.

Из этих примеров следует, что движение одних тех же тел с точки зрения разных наблюдателей выглядит по-разному. Следовательно, для описания движения любого тела, нам необходимо сначала выбрать тело, относительно которого будет рассматриваться данное движение.

Тело, относительно которого рассматривается движение, называется телом отсчета. Тело отсчета условно считается неподвижным, а изучаемые тела могут, как двигаться, так и покоиться относительно него.

Выбирать тело отсчета необходимо так, чтобы максимально упростить изучение движения тела. Так, например, когда человек едет на машине, то удобнее за тело отсчета взять тело, расположенное на поверхности земли, машина же будет движущимся телом. Изучая движение катера по реке можно брать за тело отсчета и землю и реку, но расчет движения в этих случаях будет вестись по-разному. Так, например, спасательный круг, выброшенный за борт катера, все время остается неподвижным относительно воды в реке, и движется относительно катера и берега.

Подумайте, как будет выглядеть движение спасательного круга и катера, плывущего сначала по течению, а потом против него, относительно двух наблюдателей, один из которых находится на земле, а второй на катере?

Пассажир отъезжающего с вокзала поезда будет считать, что предметы, лежащие на полках вагона неподвижны, а провожающие его люди, стоящие на перроне, будут утверждать, что эти предметы вместе с пассажиром движутся. Кто же из них прав? Оказывается, что правы обе стороны. Верность их рассуждений состоит в том, что они выбрали для описания движения разные тела отсчета.