粒子またはオブジェクトの相対運動は、観察者が選択した特定の参照点に対して観察されるものであり、固定または運動中です。速度は常にそれを記述するために使用されるいくつかの座標系を指します。
たとえば、動いている車の座席で快適に眠って移動する車の乗客は、運転手に対して休憩していますが、車が通り過ぎるのを見ている歩道に立っている観察者はそうではありません。
図1.飛行機は、スタントを練習するときに、互いに対して一定の速度を維持します。出典：Pixabay。
次に、動きは常に相対的ですが、一般に、座標または参照系は、地球または地面、つまり静止していると見なされる場所を原点として選択されます。このようにして、関心は調査中のオブジェクトの動きを説明することに集中します。
他の車で旅行している乗客と比較した睡眠副操縦士の速度を説明することは可能ですか？答えはイエスです。（x o、y o、z o）の値を選択する自由があります：参照系の原点。選択は任意であり、オブザーバーの設定、および問題を解決するための容易さによって異なります。
一次元の相対運動
移動が直線に沿って行われる場合、携帯電話は同じ方向または反対方向に速度を持ち、どちらも地球上に立っている観測者（T）から見ます。オブザーバーは携帯電話に対して移動しますか？はい、彼らが運ぶのと同じ速度で、反対方向に。
1つの携帯電話が他の携帯電話に対してどのように移動しますか？見つけるために、速度はベクトル的に追加されます。
-解決済みの例1
示されている図を参照して、各状況でのかご2に対するかご1の相対速度を示します。
図2. 2台の車がまっすぐな道路を進んでいます。a）同じ方向、b）反対方向です。
解決
速度に正の符号を右側に、負の符号を左側に割り当てます。携帯電話が時速80 kmで右に移動すると、この携帯電話の乗客は地球上の観測者が時速80 kmで移動するのを見ます。
すべてがx軸に沿って発生するとします。次の図では、赤い車が+100 km / h（Tから見て）で移動しており、+ 80 km / hで移動する青い車（Tからも同じ）を通過しようとしています。青い車の乗客は赤い車にどれくらい速く近づきますか？
ラベルがある：V 1/2 2に関しては、かご1の速度V 1 / T T、に対して車の速度V T / 2 2ベクトル加算に対するTの速度：
v 1/2 = v 1 / T + v T / 2 =（+100 km / h-80 km / h）x = 20 km / h x
ベクトル表記なしで実行できます。下付き文字に注意してください。右側の2つを掛けると、左側の1つになります。
そして、彼らが他の方法で行くとき？ここで、v 1 / T = + 80 km / hおよびv 2 / T = -100 km / h、したがってv T / 2 = + 100 km / h。青い車の乗客には、赤い車の接近が表示されます。
v 1/2 = v 1 / T + v T / 2 = +80 km / h +100 km / h = 180 km / h
2次元および3次元の相対運動
次の図では、rはxyzシステムから見た平面の位置、r 'はx'y'z'システムからの位置、Rは素数のないシステムに対する素数のあるシステムの位置です。3つのベクトルは、R + r '= r、つまりr ' = r-Rの三角形を形成します。
図3.-平面は2つの座標系を基準に移動し、一方のシステムはもう一方の座標系を基準に移動します。
位置の時間に関する微分は正確に速度であるため、結果は次のようになります。
v '= v - u
この方程式において、v 'はx'y'z'システムに関する平面の速度であり、vはxyzシステムに関する速度であり、uは非準備システムに対する基本システムの一定速度です。
-解決された演習2
飛行機は対気速度240 km / hで北上します。突然、地球に応じて西から東へ120キロの速度で風が吹き始めます。
検索：a）地面に対する飛行機の速度、b）パイロットが経験する偏差c）パイロットが真北を目指すことができるようにする必要がある修正、および修正が行われた後の地面に対する新しい速度。
解決
a）次の要素があります：平面（A）、地面（T）、および風（V）。
北が+ y方向、西-東方向が+ xである座標系では、指定された速度とそれぞれのラベル（添え字）があります。
v A / V = 240 km / h（+ y）; v V / T = 120 km / h（+ x）; v A / T =？
適切なベクトルの合計は次のとおりです。
v A / T = v A / V + v V / T = 240 km / h（+ y）+ 120 km / h（+ x）
このベクトルの大きさは次のとおりです。v A / T =（240 2 + 120 2）1/2 km / h = 268.3 km / h
b）θ= arctg（v A / V / v V / T）= arctg（240/120）=63.4ºNorth of Eastまたは26.6ºNortheast。
c）この風で北を続けるには、飛行機の船首を北西に向けて、風が北風に直接押し付けるようにする必要があります。この場合、地面から見た飛行機の速度は+ y方向になりますが、風に対する飛行機の速度は北西になります（必ずしも26.6度である必要はありません）。
ピタゴラスの定理によって：
α= arctg（v V / T / v A / T）= arctg（120 / 207.8）=30º北西
-解決された演習3
静止したエスカレーターを歩くのに2分かかります。はしごが機能する場合、人が静止している間に降りるのに1分かかります。はしごを走らせながら歩くのにどのくらいかかりますか？
解決
考慮すべき要素は3つあります。人（P）、はしご（E）、地面（S）の相対速度は次のとおりです。
v P / E：はしごに対する人の速度。v I / O：地面に対するはしごの速度。v P / S：地面に対する人の速度。
固定観測者が地面から見た場合、はしご（E）を下降する人の速度v P / Sは次の式で与えられます。
v P / S = v P / E + v I / S
正の方向は、はしごを下っていきます。tを歩くのにかかる時間、Lを距離とする。人の速度の大きさv P / Sは次のとおりです。
v P / S = L / t
t 1は、はしごが停止した状態で歩くのにかかる時間です。v P / E = L / t 1
そして、t 2は、移動する階段でまだ下がるのに必要なものです：v E / S = L / t 2
式を組み合わせる：
L / t = L / t 1 + L / t 2
数値を代入してtを解く：
1 / t = 1 / t 1 + 1 / t 2 = 1/2 + 1/1 = 1.5
したがって、t = 1 /1.5分= 40秒です。
参考文献
- バウアー、W。2011。工学および科学のための物理学。ボリューム1. Mc Graw Hill。84-88。
- フィゲロア、D。科学と工学のための物理学シリーズ。第3巻。版。キネマティクス。199-232。
- Giancoli、D。2006。物理学：アプリケーションの原則。6 回目。Ed。Prentice Hall。62-64。
- 相対運動。回収元：courses.lumenlearning.com
- Wilson、J.2011。Physics10. Pearson Education。166-168。