Відносність руху

Ще в шкільній програмі є положення про те, що будь-який рух одного тіла можна зафіксувати тільки лише відносно іншого тіла. Це положення і називають терміном «відносність руху». По картинках підручників було зрозуміло, що для стоїть на березі річки людини швидкість пливе повз човна складається з її швидкості і швидкості течії річки. Після такого детального розгляду стає ясно, що відносність руху оточує нас у всіх аспектах нашого життя. Швидкість об'єкта - величина відносна, а й похідна від неї, прискорення, також стає величиною відносною. Важливість такого висновку полягає в тому, що саме прискорення мається на складі формули другого закону Ньютона (основного закону механіки). За цим законом будь-яка сила, що впливає на тіло, дає йому пропорційне їй прискорення. Відносність руху змушує поставити додаткове запитання: щодо якого тіла надається прискорення?

У даному законі немає ніяких пояснень з цього приводу, але шляхом простих логічних умовиводів можна прийти до висновку, що, оскільки сила є мірою впливу одного тіла (1) на інше (2), то ця ж сила повідомляє тілу (2) прискорення щодо тіла (1), а не просто якесь абстрактне прискорення.

Відносність руху - це залежність певної траєкторії руху якого-небудь тіла, визначеного шляху, швидкості і переміщення від обраних систем відліку. В аспекті кінематики будь застосовувані системи відліку рівноправні, але при цьому всі кінематичні характеристики цього руху (траєкторія, швидкість, переміщення) в них різні. Всі величини, що залежать від обраної системи відліку, за допомогою якої будуть проводитися їх вимірювання, називаються відносними.

Відносність руху, визначення якої досить складно дати без детального розгляду інших понять, вимагає точного математичного розрахунку. Говорити про те, рухається тіло чи ні, можна тоді, коли абсолютно ясно, щодо чого (тіла відліку) змінюється його положення. Система відліку являє собою сукупність таких елементів, як тіло відліку, а також пов'язаних з ним системи координат та системи відліку часу. По відношенню до цих елементів і розглядається рух будь-яких тіл або матеріальних точок. Математично рух об'єкта (точки) по відношенню до обраної системі відліку описується рівняннями, які встановлюють, як змінюються в часі координати, які визначають положення об'єкта в цій системі. Такі рівняння, що визначають відносність руху, називають рівняннями руху.

У сучасній механіці будь-який рух об'єкта є відносним, тому його слід розглядати тільки по відношенню до іншого об'єкта (тілу відліку) або цілій системі тел. Наприклад, не можна просто вказати, що Місяць рухається взагалі. Правильним висловом буде те, що Місяць рухається по відношенню до Сонця, Землі, зіркам.

Часто в механіці і теорії відносності систему відліку пов'язують ні з тілом, а з цілим континуумом базових тіл (справжніх чи вигаданих), які визначають систему координат.

У кінофільмах нерідко показують рух відносно різних тіл. Так, наприклад, в одних кадрах показують потяг, який рухається на тлі якогось пейзажу (цей рух щодо поверхні Землі), а в наступних - купе вагона, у вікнах якого миготять дерева (рух щодо одного вагона). Будь-який рух або спокій тіла, що є окремим випадком руху, відносні. Тому, відповідаючи на просте питання, рухається або покоїться тіло, і як воно рухається, потрібно уточнювати, щодо яких об'єктів розглядається його рух. Вибір систем відліку, як правило, проводиться залежно від поставлених умов завдання.