Відносний рух фізики. КС. Відносність руху. Відносність шляху, траєкторії та швидкості

Якщо в спокійну погоду пасажир, що прокинувся в каюті вітрильної яхти, вигляне в ілюмінатор, він далеко не відразу зрозуміє - пливе корабель або лежить у дрейфі. За товстим склом одноманітна морська гладь, вище – небесна синь із нерухомими хмаринками. Однак, у будь-якому випадку яхта перебуватиме у русі. І більше того – відразу в кількох рухах по відношенню до різних систем відліку. Навіть не зважаючи на космічні масштаби, ця людина, перебуваючи в стані спокою щодо корпусу яхти, опиняється в стані руху щодо навколишньої маси води. Це можна побачити по кільватерному струменю. Але і у випадку, якщо яхта дрейфує зі спущеним вітрилом, вона рухається з водним потоком, що утворює морську течію.

Таким чином, будь-яке тіло, що перебуває у стані спокою щодо одного тіла (системи відліку), одночасно перебуває у стані руху щодо іншого тіла (іншої системи відліку).

Принцип відносності Галілея

Про відносність руху замислювалися вже середньовічні вчені, і в епоху Відродження ці ідеї набули свого подальшого розвитку. «Чому ми не відчуваємо обертання Землі?» - запитували мислителі. Чітке формулювання з урахуванням фізичних законів принципу відносності додав Галілео Галілей. «Для предметів, захоплених рівномірним рухом, – вивів вчений, – це останнє хіба що немає і виявляє свою дію лише з речах, які беруть у ньому участі». Щоправда, це твердження дійсне лише в рамках законів класичної механіки.

Відносність шляху, траєкторії та швидкості

Пройдений шлях, траєкторія та швидкість тіла або точки будуть також відносними залежно від обраної системи відліку. Візьміть приклад з людиною, що йде через вагони. Його шлях за певний проміжок часу щодо складу дорівнюватиме пройденій ним власними ногами відстані. Шлях же складатиметься з відстані, яку проїхав, і безпосередньо пройденої людиною відстані, причому, незалежно від того, в який бік вона йшла. Те саме зі швидкістю. Але тут швидкість руху людини щодо землі буде вищою за швидкість руху – якщо людина йде по руху поїзда, і нижче – якщо вона йде у зворотний рух бік.

Відносність траєкторії точки зручно простежити на прикладі гайки, закріпленої на обід велосипедного колеса і утримує спицю. Щодо обода вона буде нерухома. Щодо корпусу велосипеда – це буде траєкторія кола. А щодо землі траєкторія цієї точки представлятиме безперервний ланцюг півкола.

Пропоную гру: вибрати предмет у кімнаті та описати його місцезнаходження. Виконати це так, щоб той, хто вгадує, не зміг помилитися. Вийшло? А що вийде з опису, якщо інші тіла не використовувати? Залишаться висловлювання: "зліва від...", "над..." тощо. Положення тіла можна задати тільки щодо якогось іншого тіла.

Місцезнаходження скарбу: "Стань біля східного кута крайнього будинку села обличчям на північ і, пройшовши 120 кроків, повернися обличчям на схід і пройди 200 кроків. У цьому місці викопай яму в 10 ліктів і знайдеш 100 злитків золота". Скарб знайти неможливо, інакше його давно відкопали б. Чому? Тіло, щодо якого відбувається опис не визначено, невідомо в якому селі знаходиться цей будинок. Необхідно точно визначитися із тілом, яке візьметься за основу нашого майбутнього опису. Таке тіло у фізиці називається тілом відліку. Його можна вибрати довільно. Наприклад, спробуйте вибрати два різних тіла відліку та щодо їх описати місцезнаходження комп'ютера в кімнаті. Вийде два несхожі один на одного описи.

Система координат

Розглянемо картинку. Де знаходиться дерево щодо велосипедиста I, велосипедиста II і нас, які дивляться на монітор?

Щодо тіла відліку – велосипедист I – дерево знаходиться праворуч, щодо тіла відліку – велосипедист II – дерево знаходиться зліва, щодо нас воно попереду. Те саме тіло - дерево, що знаходиться постійно в одному і тому ж місці, одночасно і "ліворуч", і "праворуч" і "попереду". Проблема не тільки в тому, що вибрано різні тіла відліку. Розглянемо його розташування щодо велосипедиста І.

На цьому малюнку дерево справавід велосипедиста I

На цьому малюнку дерево злівавід велосипедиста I

Дерево і велосипедист не змінювали свого місця розташування в просторі, проте дерево одночасно може бути "ліворуч" і "праворуч". Для того, щоб позбутися неоднозначності опису самого напрямку, виберемо певний напрямок за позитивний, протилежний обраному буде негативним. Вибраний напрямок позначають віссю зі стрілкою, стрілка вказує позитивний напрямок. У нашому прикладі виберемо та позначимо два напрями. Зліва направо (вісь, якою рухається велосипедист), і від нас всередину монітора до дерева - це другий позитивний напрямок. Якщо перший, вибраний нами напрямок, позначити за X, другий - за Y, отримаємо двомірну систему координат.

Щодо нас велосипедист рухається у негативному напрямку по осі X, дерево знаходиться у позитивному напрямку по осі Y

Щодо нас велосипедист рухається у позитивному напрямку по осі X, дерево знаходиться у позитивному напрямку по осі Y

А тепер визначте, який предмет у кімнаті знаходиться у 2 метрах у позитивному напрямку по осі X (праворуч від вас), та у 3 метрах у негативному напрямку по осі Y (позаду вас). (2;-3) - координатицього тіла. Першою цифрою "2" прийнято позначати розташування по осі X, друга цифра "-3" вказує розташування по осі Y. Вона негативна, тому що по осі Y знаходиться не осторонь дерева, а в протилежному боці. Після того, як вибрано тіло відліку та напрямки, розташування будь-якого предмета буде описано однозначно. Якщо ви повернетеся спиною до монітора, праворуч і позаду вас буде інший предмет, але й координати у нього будуть інші (-2;3). Таким чином, координати точно однозначно визначають розташування предмета.

Простір, у якому ми живемо, - простір трьох вимірів, як то кажуть, тривимірний простір. Крім того, що тіло може знаходиться "праворуч" ("ліворуч"), "попереду" ("позаду"), воно може бути ще "вище" або "нижче" вас. Цей третій напрямок - прийнято позначати його віссю Z

Чи можна вибирати такі напрями осей? Можна, можливо. Але не можна змінювати їх напрямки протягом вирішення, наприклад, одного завдання. Чи можна вибрати інші назви осей? Можна, але ви ризикуєте тим, що вас не зрозуміють інші, краще не робити так. Чи можна поміняти місцями вісь X із віссю Y? Можна, але не плутайтеся в координатах: (x; y).

При прямолінійному русі тіла визначення його становища досить однієї координатної осі.

Для опису руху на площині використовується прямокутна система координат, що складається із двох взаємно перпендикулярних осей (декартова система координат).

За допомогою тривимірної системи координат можна визначити положення тіла у просторі.

Система відліку

Кожне тіло будь-якої миті часу займає певне становище у просторі щодо інших тіл. Визначати його становище вже вміємо. Якщо з часом положення тіла не змінюється, воно спочиває. Якщо з часом положення тіла змінюється, це означає, що тіло рухається. Все у світі відбувається десь і колись: у просторі (де?) та у часі (коли?). Якщо до тіла відліку, системі координат, які визначають положення тіла, додати спосіб вимірювання часу - годинник, отримаємо систему відліку. За допомогою якої можна оцінити рухається або спочиває тіло.

Відносність руху

Космонавт вийшов у відкритий космос. Чи в стані спокою чи руху він знаходиться? Якщо розглядати його щодо друга космонавта, що знаходиться поруч, він буде спочивати. А якщо щодо спостерігача на Землі, то космонавт рухається з величезною швидкістю. Аналогічно з поїздкою до поїзда. Щодо людей у поїзді ви нерухомо сидите та читаєте книгу. Але щодо людей, які залишилися вдома, ви їдете зі швидкістю поїзда.

Приклади вибору тіла відліку, щодо якого малюнку а) поїзд рухається (щодо дерев), малюнку б) поїзд лежить щодо хлопчика.

Сидячи у вагоні, чекаємо на відправлення. У вікні спостерігаємо за електричкою на паралельному шляху. Коли вона починає рухатися, важко визначити хто рухається – наш вагон чи електричка за вікном. Для того, щоб визначитися, необхідно оцінити чи рухаємося ми щодо інших нерухомих предметів за вікном. Ми оцінюємо стан нашого вагона щодо різних систем відліку.

Зміна переміщення та швидкості в різних системах відліку

Переміщення та швидкість змінюються при переході з однієї системи відліку до іншої.

Швидкість людини щодо землі (нерухомої системи відліку) різна у першому та другому випадках.

Правило складання швидкостей: Швидкість тіла щодо нерухомої системи відліку - це векторна сума швидкості тіла щодо рухомої системи відліку та швидкості рухомої системи відліку щодо нерухомої.

Аналогічно вектор переміщення. Правило складання переміщень: Переміщення тіла щодо нерухомої системи відліку - це векторна сума переміщення тіла щодо рухомої системи відліку та переміщення рухомої системи відліку щодо нерухомої.

Нехай людина йде вагоном у напрямку (або проти) руху поїзда. Людина – тіло. Земля – нерухома система відліку. Вагон – рухлива система відліку.

Зміна траєкторії у різних системах відліку

Траєкторія руху тіла відносна. Наприклад, розглянемо пропелер вертольота, що спускається Землю. Крапка на пропелері описує коло в системі відліку, пов'язаного з вертольотом. Траєкторія руху цієї точки в системі відліку, пов'язаної із Землею, є гвинтовою лінією.

Поступальний рух

Рух тіла - це зміна його становища у просторі щодо інших тіл із часом. Кожне тіло має певні розміри, іноді різні точки тіла знаходяться у різних місцях простору. Як визначити положення всіх точок тіла?

АЛЕ! Іноді не потрібно вказувати положення кожної точки тіла. Розглянемо такі випадки. Наприклад, це не потрібно робити, коли всі точки тіла рухаються однаково.

Однаково рухаються всі струми валізи, машини.

Рух тіла, за якого всі його точки рухаються однаково, називається поступальним

Матеріальна точка

Не треба описувати рух кожної точки тіла і тоді, коли його розміри дуже малі порівняно з відстанню, яка проходить. Наприклад, корабель, що долає океан. Астрономи при описі руху планет і небесних тіл один щодо одного не враховують їх розмірів та їх власний рух. Незважаючи на те, що, наприклад, Земля величезна, щодо відстані до Сонця вона дуже мала.

Немає необхідності розглядати рух кожної точки тіла, коли вони не впливають на рух тіла цілком. Таке тіло можна бути крапкою. Вся речовина тіла хіба що зосереджуємо на точку. Отримуємо модель тіла, без розмірів, але має масу. Це і є матеріальна точка.

Одне й те тіло за одних його рухах вважатимуться матеріальної точкою, за інших - не можна. Наприклад, коли хлопчик йде з дому до школи і при цьому проходить відстань 1 км, то в цьому русі його вважатимуться матеріальною точкою. Але коли той самий хлопчик виконує зарядку, то точкою його вважати не можна.

Розглянемо спортсменів, що рухаються

У цьому випадку спортсмена можна моделювати матеріальною точкою.

У разі стрибка спортсмена у воду (малюнок праворуч) не можна моделювати його в крапку, тому що від будь-якого положення рук та ніг залежить рух всього тіла

Головне запам'ятати

1) Положення тіла у просторі визначається щодо тіла відліку;
2) Необхідно поставити осі (їх напрями), тобто. систему координат, що визначає координати тіла;
3) Рух тіла визначається щодо системи відліку;
4) У різних системах відліку швидкість тіла може бути різною;
5) Що таке матеріальна точка

Більш складна ситуація складання швидкостей. Нехай людина переправляється човном через річку. Човен - це тіло, що досліджується. Нерухлива система відліку – земля. Рухлива система відліку – річка.

Швидкість човна щодо землі – це векторна сума

Чому дорівнює переміщення будь-якої точки, що знаходиться на краю диска радіусом R при його повороті щодо підставки на 600? на 1800? Вирішити в системах відліку, пов'язаних із підставкою та диском.

У системі відліку, пов'язаної з підставкою, переміщення дорівнюють R і 2R. У системі відліку, пов'язаної з диском, переміщення постійно дорівнює нулю.

Чому дощові краплі в безвітряну погоду залишають похилі прямі смуги на стеклах поїзда, що рівномірно рухається?

У системі відліку, пов'язаної із Землею, траєкторія краплі – вертикальна лінія. У системі відліку, пов'язаної з поїздом, рух краплі по склу є результатом складання двох прямолінійних і рівномірних рухів: поїзда та рівномірного падіння краплі в повітрі. Тому слід краплі на склі похилий.

Як можна визначити швидкість бігу, якщо тренуватися на біговій доріжці зі зламаним автоматичним визначенням швидкості? Адже щодо стін зали не пробігаєш жодного метра.

Чи можна бути нерухомим і при цьому рухатися швидше за автомобіль Формули 1? Виявляється, можна. Будь-який рух залежить від вибору системи відліку, тобто будь-який рух щодо. Тема сьогодення: «Відносність руху. Закон складання переміщень та швидкостей». Ми дізнаємося, як вибрати систему відліку у тому чи іншому випадку, як при цьому знайти переміщення та швидкість тіла.

Механічним рухом називають зміну положення тіла у просторі щодо інших тіл із часом. У цьому визначенні ключовою є фраза «щодо інших тіл». Кожен із нас щодо будь-якої поверхні нерухомий, але щодо Сонця ми здійснюємо разом із всією Землею орбітальний рух зі швидкістю 30 км/с, тобто рух залежить від системи відліку.

Система відліку - сукупність системи координат та годин, пов'язаних з тілом, щодо якого вивчається рух. Наприклад, описуючи рухи пасажирів у салоні автомобіля, систему відліку можна пов'язати з придорожнім кафе, а можна з салоном автомобіля або з зустрічним автомобілем, що рухається, якщо ми оцінюємо час обгону (рис. 1).

Мал. 1. Вибір системи відліку

Які ж фізичні величини та поняття залежать від вибору системи відліку?

1. Положення чи координати тіла

Розглянемо довільну точку. У різних системах вона має різні координати (рис. 2).

Мал. 2. Координати точки у різних системах координат

2. Траєкторія

Розглянемо траєкторію точки, що знаходиться на пропелері літака, у двох системах відліку: системі відліку, пов'язаної з пілотом, та системі відліку, пов'язаної із спостерігачем на Землі. Для пілота дана точка здійснюватиме кругове обертання (рис. 3).

Мал. 3. Кругове обертання

У той час як для спостерігача на Землі траєкторією цієї точки буде гвинтова лінія (рис. 4). Очевидно, що траєкторія залежить від вибору системи відліку.

Мал. 4. Гвинтова траєкторія

Відносність траєкторії. Траєкторії руху тіла у різних системах відліку

Розглянемо, як змінюється траєкторія руху залежно від вибору системи відліку з прикладу завдання.

Завдання

Якою буде траєкторія точки на кінці пропелера в різних СО?

1. У СО, пов'язаної з льотчиком літака.

2. У СО, що з спостерігачем Землі.

Рішення:

1. Щодо літака ні льотчик, ні пропелер не переміщуються. Для льотчика траєкторія точки здаватиметься колом (рис. 5).

Мал. 5. Траєкторія точки щодо льотчика

2. Для спостерігача Землі точка рухається двома способами: обертаючись і рухаючись вперед. Траєкторія буде гвинтовою (рис. 6).

Мал. 6. Траєкторія точки щодо спостерігача на Землі

Відповідь : 1) коло; 2) гвинтова лінія.

На прикладі цього завдання ми переконалися, що траєкторія - це відносне поняття.

Як самостійна перевірка пропонуємо вам вирішити наступне завдання:

Якою буде траєкторія точки на кінці колеса щодо центру колеса, якщо це колесо здійснює поступальний рух уперед і щодо точок, що знаходяться на землі (нерухомий спостерігач)?

3. Переміщення та шлях

Розглянемо ситуацію, коли пливе пліт і рано чи пізно з нього зістрибує плавець і прагне переправитися на протилежний берег. Переміщення плавця щодо рибалки, що сидить на березі, і щодо плоту буде різним (рис. 7).

Переміщення щодо землі називають абсолютним, а щодо тіла, що рухається - відносним. Переміщення тіла, що рухається (плота) щодо нерухомого тіла (рибалки) називають переносним.

Мал. 7. Переміщення плавця

З прикладу випливає, що переміщення та шлях є відносними величинами.

4. Швидкість

За допомогою попереднього прикладу можна легко показати, що швидкість також відносна величина. Адже швидкість – це відношення переміщення до часу. Час у нас один і той самий, а переміщення різне. Отже швидкість буде різною.

Залежність характеристик руху від вибору системи відліку називається відносністю руху.

В історії людства були і драматичні випадки, пов'язані саме з вибором системи відліку. Страта Джордано Бруно, зречення Галілео Галілея - все це наслідки боротьби між прихильниками геоцентричної системи відліку та геліоцентричної системи відліку. Дуже складно було людству звикнути до думки, що Земля - це зовсім не центр світобудови, а цілком звичайна планета. А рух можна розглядати не лише щодо Землі, цей рух буде абсолютним і щодо Сонця, зірок чи будь-яких інших тіл. Описувати рух небесних тіл у системі відліку, пов'язаної з Сонцем, набагато зручніше та простіше, це переконливо показали спочатку Кеплер, а потім і Ньютон, який на підставі розгляду руху Місяця навколо Землі вивів свій знаменитий закон всесвітнього тяжіння.

Якщо ми говоримо, що траєкторія, шлях, переміщення та швидкість є відносними, тобто залежать від вибору системи відліку, то про час ми цього не говоримо. У межах класичної, чи Ньютонової, механіки час є абсолютна величина, тобто протікає у всіх системах відліку однаково.

Розглянемо, як знаходити переміщення та швидкість в одній системі відліку, якщо вони нам відомі в іншій системі відліку.

Розглянемо попередню ситуацію, коли пливе пліт і рано чи пізно з нього зістрибує плавець і прагне переправитися на протилежний берег.

Як же пов'язане переміщення плавця щодо нерухомого СО (пов'язаного з рибалкою) з переміщенням щодо рухомого СО (пов'язаного з плотом) (рис. 8)?

Мал. 8. Ілюстрація до завдання

Переміщення у нерухомій системі відліку ми назвали. З трикутника векторів випливає, що . Тепер перейдемо до пошуку співвідношення між швидкостями. Згадаймо, що в рамках механіки Ньютонової час є абсолютною величиною (час у всіх системах відліку тече однаково). Отже, кожну складову з попередньої рівності можна поділити на якийсь час. Отримуємо:

Це швидкість, з якою рухається плавець для рибалки;

Це власна швидкість плавця;

Це швидкість плоту (швидкість течії річки).

Завдання на закон складання швидкостей

Розглянемо закон складання швидкостей з прикладу завдання.

Завдання

Два автомобілі рухаються назустріч один одному: перший автомобіль зі швидкістю, другий - зі швидкістю. З якою швидкістю зближуються автомобілі (рис. 9)?

Мал. 9. Ілюстрація до завдання

Рішення

Застосуємо закон складання швидкостей. Для цього перейдемо від звичної ЗІ, пов'язаної із Землею, до ЗІ, пов'язаної з першим автомобілем. Таким чином, перший автомобіль стає нерухомим, а другий рухається до нього зі швидкістю (відносна швидкість). З якою швидкістю, якщо перший автомобіль нерухомий, обертається довкола першого автомобіля Земля? Вона обертається зі швидкістю та швидкість спрямована у напрямку швидкості другого автомобіля (переносна швидкість). Два вектори, спрямовані вздовж однієї прямої, підсумовуються. .

Відповідь: .

Кордони застосування закону складання швидкостей. Закон складання швидкостей у теорії відносності

Довгий час вважалося, що класичний закон складання швидкостей справедливий завжди і застосовний до всіх систем відліку. Проте близько років тому виявилося, що в деяких ситуаціях цей закон не працює. Розглянемо такий випадок з прикладу завдання.

Уявіть собі, що ви перебуваєте на космічній ракеті, що рухається зі швидкістю . І капітан космічної ракети включає ліхтарик у напрямку руху ракети (рис. 10). Швидкість поширення світла у вакуумі становить. Якою буде швидкість світла для нерухомого спостерігача на Землі? Чи дорівнюватиме вона сумі швидкостей світла і ракети?

Мал. 10. Ілюстрація до завдання

Справа в тому, що тут фізика стикається з двома суперечливими концепціями. З одного боку, згідно з електродинамікою Максвелла, максимальна швидкість - це швидкість світла, і вона дорівнює . З іншого боку, згідно з механікою Ньютона, час є абсолютною величиною. Завдання вирішилося, коли Ейнштейн запропонував спеціальну теорію відносності, а точніше її постулати. Він першим припустив, що час не є абсолютним. Тобто десь воно тече швидше, а десь повільніше. Звичайно, в нашому світі невеликих швидкостей ми не помічаємо цього ефекту. Для того, щоб відчути цю різницю, нам необхідно рухатися зі швидкостями, близькими до швидкості світла. На підставі висновків Ейнштейна було отримано закон складання швидкостей у спеціальній теорії відносності. Він виглядає так:

Це швидкість щодо нерухомої ЗІ;

Це швидкість щодо рухомої ЗІ;

Це швидкість рухомий щодо відносно нерухомої СО.

Якщо підставити значення нашого завдання, то отримаємо, що швидкість світла для нерухомого спостерігача Землі становитиме .

Протиріччя було вирішено. Також можна переконатися, що якщо швидкості дуже малі в порівнянні зі швидкістю світла, то формула для теорії відносності переходить у класичну формулу для складання швидкостей.

У більшості випадків ми користуватимемося класичним законом.

Сьогодні ми з'ясували, що рух залежить від системи відліку, що швидкість, шлях, переміщення та траєкторія – це поняття відносні. А час у рамках класичної механіки – поняття абсолютне. Навчилися застосовувати отримані знання, розібравши деякі типові приклади.

Список літератури

Тихомирова С.А., Яворський Б.М. Фізика (базовий рівень) – М.: Мнемозіна, 2012.
Генденштейн Л.Е., Дік Ю.І. Фізика 10 клас. – К.: Мнемозіна, 2014.
Кікоїн І.К., Кікоїн А.К. Фізика - 9, Москва, Просвітництво, 1990.

Інтернет-портал Class-fizika.narod.ru().
Інтернет-портал Nado5.ru().
Інтернет-портал Fizika.ayp.ru().

Домашнє завдання

Дати визначення відносності руху.
Які фізичні величини залежить від вибору системи відліку?

Уявіть собі електричку. Вона їде тихенько рейками, розвозячи пасажирів по дачах. І хуліган, що раптом сидить в останньому вагоні, і дармоїд Сидоров зауважує, що на станції «Сади» у вагон входять контролери. Квиток, звичайно, Сидоров не купив, а штраф платити йому хочеться ще менше.

Відносність руху безквитка в поїзді

І ось, щоб його не спіймали, він швиденько здійснює в інший вагон. Контролери, перевіривши квитки всіх пасажирів, рухаються у тому напрямі. Сидоров знову переходить у наступний вагон тощо.

І ось, коли він досягає першого вагона і йти далі вже нікуди, виявляється, що поїзд якраз доїхав до потрібної йому станції «Городи», і щасливий Сидоров виходить, радіючи тому, що проїхав зайцем і не попався.

Що ми можемо отримати з цієї гостросюжетної історії? Ми можемо, без сумніву, порадіти за Сидорова, а можемо, крім того, виявити ще один цікавий факт.

У той час, як поїзд за п'ять хвилин проїхав п'ять кілометрів від станції «Сади» до станції «Городи», заєць Сидоров за цей же час подолав таку саму відстань плюс відстань, рівну довжині поїзда, в якій він їхав, тобто близько п'яти тисяч двохсот метрів за ті самі п'ять хвилин.

Виходить, що Сидоров рухався швидше за електричку. Втім, таку ж швидкість розвинули і контролери, які йдуть за ним по п'ятах. Враховуючи, що швидкість поїзда була близько 60 км/год, видати їм усім кілька олімпійських медалей.

Однак, звичайно ж, ніхто такою дурістю займатися не буде, тому що всі розуміють, що неймовірна швидкість Сидорова була розвинена ним тільки відносно нерухомих станцій, рейок і городів, і обумовлена ця швидкість була пересуванням поїзда, а зовсім не неймовірними здібностями Сидорова.

Щодо поїзда Сидоров рухався зовсім і не швидко і не дотягує не те що до олімпійської медалі, а й навіть до стрічки від неї. Ось тут ми і стикаємося з таким поняттям як відносність руху.

Поняття відносності руху: приклади

Відносність руху немає визначення, оскільки є фізичної величиною. Відносність механічного руху проявляється в тому, що деякі характеристики руху, такі як швидкість, шлях, траєкторія тощо, відносні, тобто залежать від спостерігача. У різних системах відліку ці показники будуть різні.

Окрім наведеного прикладу з громадянином Сидоровим у поїзді, можна взяти практично будь-який рух будь-якого тіла та показати, наскільки воно відносно. Йдучи на роботу, ви рухаєтеся вперед щодо будинку та водночас пересуваєтеся назад щодо автобуса, на який запізнилися.

Ви стоїте на місці щодо плеєра в кишені і мчаєте з величезною швидкістю щодо зірки на ім'я Сонце. Кожен ваш крок буде гігантською відстанню для молекули асфальту і нікчемною для планети Земля. Будь-який рух, як і всі його характеристики завжди мають сенс тільки щодо чогось ще.

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

У цьому законі немає жодних пояснень з цього приводу, але шляхом простих логічних висновків можна дійти 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 тіла, певного шляху, швидкості і переміщення від обраних систем відліку. В аспекті кінематики будь-які системи відліку, що застосовуються, рівноправні, але при цьому всі кінематичні характеристики цього руху (траєкторія, швидкість, переміщення) в них різні. Усі величини, що залежать від обраної системи відліку, за допомогою якої будуть проводитися їх виміри, називаються відносними.

Відносність руху, визначення якої досить складно дати без детального розгляду інших понять, потребує точного математичного розрахунку. Говорити про те, рухається тіло чи ні, можна тоді, коли абсолютно ясно, щодо чого (тіла відліку) змінюється його становище. Система відліку є 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 математично рух об'єкта (точки) по відношенню до обраної системи відліку описується рівняннями, що 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 лише стосовно іншого об'єкта (тіла відліку) або цілої системи тіл. Наприклад, не можна просто вказати, що Місяць рухається взагалі. Правильним висловлюванням буде те, що Місяць рухається по відношенню до Сонця, Землі, зірок.

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

У фільмах часто демонструють рух щодо різних тіл. Так, наприклад, в одних кадрах показують поїзд, що рухається на тлі якогось пейзажу (це рух щодо поверхні Землі), а в наступних – купе вагона, у вікнах якого мелькають дерева (рух щодо одного вагона). Будь-який рух або спокій тіла, що є окремим випадком руху, відносні. Тому, відповідаючи на просте питання, рухається чи спочиває тіло, і як воно рухається, потрібно уточнювати, щодо яких об'єктів розглядається його рух. Вибір систем відліку, зазвичай, проводиться у залежність від поставлених умов завдання.