Skip to main content
All Physics

14. Классический закон сложения скоростей

В мире больших скоростей

Военный самолет устремляется к мишени со скоростью 200 м/с. Начальная скорость пули относительно его пулемета 800 м/с. С какой скоростью поражают пули мишень?
 
Такая задача могла бы составить «проблему» только для ученика начальной школы. Конечно же, пули поражают мишень со скоростью 1000 м/с — это кажется нам очевидной истиной, в которой усомниться нельзя. В самом деле, как бы осторожны и недоверчивы мы ни были, все-таки нам пришлось бы признать, что многовековая практика человечества подтверждает упомянутое выше правило сложения скоростей: при сложении скоростей 200 .и 800 м/с получается 1000 м/с.


Запишем это в виде математической формулы. Если скорость одного тела относительно системы отсчета есть u,   а   скорость   другого   тела   относительно   первого  v, то по отношению к системе отсчета второе тело  движется со скоростью w, причем
 
w = u + v                                           (1)


Эта формула носит  название классического закона   сложения скоростей.
 
Классический закон сложения скоростей люди применяют и сознательно и бессознательно на каждом шагу. И в этой книге мы все время попользовали его как нечто само собой разумеющееся. Поэтому ставить под сомнение вопрос о справедливости этого закона странно. Если нужно сложить две параллельные скорости: 0,2 км/с и 0,8 км/с, то из формулы (1) следует, что результирующая скорость будет равна 1 км/с. Складывая скорости 200 тыс. км/с и 150 тыс. км/с, получим скорость 350 тыс. км/с и т. д. Разве можно здесь ошибиться?
 
Критически мыслящий человек будет, однако, осторожнее. Он скажет: «С первым результатом я совершенно согласен, его подтверждают измерения, производимые в природе. Относительно же другого я ничего не могу сказать. Я не знаю, складываются ли большие скорости так же, как малые, или иначе. Наибольшие скорости, с которыми непосредственно имеет дело человек, составляют обычно около 1 км/с. Поэтому можно сказать, что закон сложения скоростей проверен до скоростей примерно 1 км/с. Однако предположение, что этот закон справедлив и при сложении скоростей, в тысячи раз больших, ничем не обосновано. Только измерения могут дать здесь ответ». Как быть? Спросим у природы.