Что такое относительная скорость

Относительная скорость — это скорость одного тела относительно другого движущегося тела, а не относительно неподвижной системы отсчёта, такой как земля. Её находят как векторную разность скоростей: $v_{12} = v_1 - v_2$, где $v_1$ и $v_2$ — скорости тел относительно земли, взятые с учётом направления движения. Так на уроках физики объясняют, что такое относительная скорость, когда рассматривают движение сразу двух тел и ищут скорость их сближения или удаления.

Разбор по случаям

Примеры

Два автомобиля на трассе. Первый автомобиль едет со скоростью $v_1 = 80\text{ км/ч}$, второй в том же направлении со скоростью $v_2 = 60\text{ км/ч}$.

Относительная скорость первого автомобиля относительно второго равна $v_{12} = 80 - 60 = 20\text{ км/ч}$: именно с такой скоростью первый автомобиль удаляется от второго, хотя оба движутся быстро относительно земли и водителю второго автомобиля первый кажется почти неподвижным.

Встречные поезда. Первый поезд идёт со скоростью $v_1 = 70\text{ км/ч}$, второй навстречу ему со скоростью $v_2 = 50\text{ км/ч}$.

Относительная скорость сближения равна $v_{12} = 70 + 50 = 120\text{ км/ч}$: пассажир одного поезда видит второй поезд именно с такой скоростью в момент встречи, хотя относительно земли каждый поезд движется гораздо медленнее.

Частые ошибки

• Относительную скорость путают со скоростью каждого тела относительно земли и складывают их без учёта направления движения.
• При встречном движении скорости вычитают вместо того, чтобы складывать, и получают заниженный результат.
• Забывают, что относительная скорость — величина векторная, и находят её как обычную сумму чисел без учёта угла между направлениями.

Коротко

Что такое относительная скорость, проще всего понять через два движущихся тела: это скорость одного из них в системе отсчёта, связанной с другим. При одинаковом направлении движения скорости вычитают, при встречном — складывают, а при перпендикулярном — находят по теореме Пифагора.