Относительность движения

Рассмотрим несколько примеров, с помощью которых сформулируем основные принципы относительности. Предположим, человек стоит неподвижно на ступенях эскалатора, скорость движения эскалатора на спуске составляет 0,8м/с. Определим, относительно чего человек покоится, а относительно чего движется.  Рассматривая покой или движение необходимо выбрать тело отсчета и связать с ним систему координат. За тело отсчета выберем ступеньку, на которой стоит человек, то в системе отсчета связанной со ступенькой человек будет покоиться. Например, если выбрать за тело отсчета неподвижный плакат, то в системе связанной плакатом, человек будет перемещаться. Таким образом, относительность покоя состоит в том, что в одних системах отсчета тело может покоиться, в то время как в других системах отсчета двигаться. Движение также относительно. Относительно различных систем отсчета скорости движения различны по величине и направлению и определяются правилом сложения скоростей.  

Рассмотрим пример. 
Плот сплавляется по реке, человек передвигается по плоту в сторону противоположную течению реки со скоростью 1 м/с. Определим, с какой скорость и в каком направлении движется человек относительно берега, если скорость плота 1,8 м/с. Предположим, человек двигался по плоту в течение 1с, тогда за этот промежуток времени он переместился на расстояние 1м в системе отсчета, связанной с плотом (система координат OX). Теперь рассмотрим систему отсчета, связанную с берегом обозначим новую систему  O`X` (о штрих икс штрих). Все параметры в этой новой системе координат мы будем обозначать так же штрихами.  За этот же промежуток времени 1с, плот переместился по течению реки на расстояние 1,8 м. Так как человек двигался против движения плота, то его перемещение относительно реки составила 0,8 м, следовательно, человек двигался относительно   берега со скоростью 0,8 м/с Интерпретируем результат. Относительно системы связанной с плотом, скорость человека равна 1м/с и направлена против течения реки. Относительно системы, связанной с берегом, скорость человека равна 0,8 м/с, и направлена по течению реки. То есть, движение также относительно и скорости, и направления скоростей в различных системах отсчета различны. Траектория движения тела так же относительна. Например, часы находятся в движущемся поезде, и конец секундной стрелки, относительно пассажира, сидящего на сидении в купе, описывает круг. Если пассажир вышел с поезда и стал неподвижным наблюдателем на перроне, а поезд начал движение, то траектория представляет винтовую линию. Первые исторические сведения об относительности движения можно отнести к шестнадцатому и началу семнадцатого веков.  Они связаны, в первую очередь, с такими известными именами как  Леонардо да Винчи, Рене Декарт и, конечно же, Галилео Галилей. В частности, Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей формулирует принцип относительности следующим образом: «Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия». Разъясняя принцип относительности, Галилей приводит  красочное описание воображаемого «опыта», проводимого в трюме корабля:
Запаситесь мелкими летающими насекомыми; пусть у вас будет сосуд с плавающими в нём рыбками; подвесьте ведёрко сверху, из которого вода будет падать капля за каплей в другой сосуд с узким горлышком, подставленный внизу. Пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте, как мелкие летающие животные движутся во все стороны помещения; рыбы, плавают во всех направлениях; все падающие капли попадут в подставленный сосуд… Заставьте теперь корабль двигаться равномерно, и во всех названных явлениях, вы не обнаружите изменения и не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно.Таким образом относительность движения проявляется в том, что скорость, траектория, путь и другие характеристики движения относительны, т.е. могут быть различны в разных системах отсчета.