Skip to main content
Вся фізика

14. Класичний закон додавання швидкостей

У світі великих швидкостей

Військовий літак мчить до мішені зі швидкістю 200 м/с. Початкова швидкість кулі відносно його кулемета 800 м/с. З якою швидкістю вражають мішень кулі?
 
Така задача могла б становити «проблему» хіба що для учня початкової школи. Звісно ж, кулі вражають мішень зі швидкістю 1000 м/с — це здається нам очевидною істиною, у якій не можна засумніватися. Адже якими б обережними й недовірливими ми не були, нам усе-таки довелося б визнати, що багатовікова практика людства підтверджує згадане вище правило додавання швидкостей: під час додавання швидкостей 200 .и 800 м/с виходить 1000 м/с.


Запишімо це у вигляді математичної формули. Якщо швидкість одного тіла відносно системи відліку є u,   а   швидкість   другого   тіла   відносно   першого  v, то відносно системи відліку друге тіло  рухається зі швидкістю w, причому
 
w = u + v                                           (1)


Ця формула має назву класичного закону   додавання швидкостей.
 
Класичний закон додавання швидкостей люди застосовують і свідомо, і несвідомо на кожному кроці. І в цій книжці ми весь час користувалися ним як чимось таким, що само собою зрозуміле. Тому ставити під сумнів питання про слушність цього закону дивно. Якщо потрібно додати дві паралельні швидкості: 0,2 км/с і 0,8 км/с, то з формули (1) випливає, що результівна швидкість дорівнюватиме 1 км/с. Додаючи швидкості 200 тис. км/с і 150 тис. км/с, дістанемо швидкість 350 тис. км/с і т. д. Хіба тут можна помилитися?
 
Людина, що мислить критично, буде, однак, обачнішою. Вона скаже: «З першим результатом я цілком згодна, його підтверджують вимірювання, що їх виконують у природі. Щодо іншого я нічого не можу сказати. Я не знаю, чи додаються великі швидкості так само, як малі, чи інакше. Найбільші швидкості, з якими безпосередньо має справу людина, становлять зазвичай близько 1 км/с. Тому можна сказати, що закон додавання швидкостей перевірено до швидкостей приблизно 1 км/с. Проте припущення, що цей закон справедливий і під час додавання швидкостей, у тисячі разів більших, нічим не обґрунтоване. Тільки вимірювання можуть дати тут відповідь». Що робити? Запитаймо в природи.