دیدکلی
در بررسی حرکت یک جز از یک سیستم ، ابتدا باید دستگاه مختصات که حرکتها نسبت به آن در نظر گرفته می‌شوند، مشخص باشد. چون انتخاب مختلف دستگاه مختصات جوابهای متفاوتی را از حرکت یک جز از سیستم به ما خواهد داد. همین انتخاب است که موضوع
حرکت نسبی را در
علم فیزیک پیش می‌کشد.
حرکت نسبی
فرض کنید در داخل یک خودرو ، که در یک جاده مستقیم با اندازه سرعت ثابت 55 مایل بر ساعت (mi/h) در حال حرکت است، قرار دارید. دیگر سرنشینان خودرو نیز همانند شما با اندازه سرعت ثابتی حرکت می‌کنند. گرچه اندازه سرعت آنها نسبت به زمین 55mi/h است، ولی اندازه سرعت آنها نسبت به شما برابر صفر است. شما در داخل خودرو می‌توانید آن دسته از آزمایشهای فیزیکی را که تحت تاثیر حرکت یکنواخت خودرو قرار می‌گیرند، انجام دهید.
برای مثال شما می‌توانید یک توپ را مستقیما به سمت بالا پرتاپ کنید (در دستگاه مرجع خودتان). سپس مشاهده کنید که توپ مستقیما به سمت پایین حرکت می‌کند. توپ دارای حرکت افقی می‌باشد (به دلیل حرکت خودرو) ، اما شما نیز دارای حرکت افقی می‌باشید و از این رو هیچ حرکت نسبی افقی وجود نخواهد داشت. برای یک ناظر که در خارج از خودرو روی زمین ایستاده است، نتیجه متفاوت است.
توپ دارای یک مولفه افقی روبه جلو ، با سرعتی معادل با 55mi/h و یک مولفه قائم ، ناشی از حرکتی که شما به آن داده‌اید، می‌باشد. می‌دانیم که یک پرتابه تحت تاثیر
جاذبه ، با چنین مولفه‌های سرعتی ، مسیری سهمی شکل را خواهد پیمود. لذا شما و ناظر زمینی توضیحات متفاوتی را برای تشریح حرکت توپ بکار خواهید برد. هر چند شما قبول دارید که با توجه به قوانین فیزیکی که توپ از آن تبعیت می‌کند، علیرغم هر دو توضیح
شتاب سقوط یکسانی بدست می‌آید.
نقطه‌ای با حرکت مخالف
یک چرخ غلتان در حال را در نظر بگیرید. از نظر ناظری که در مرکز چرخ ایستاده است، نقطه A به پایین ، نقطه B به بالا ، نقطه C به چپ و نقطه D به راست حرکت می‌کند. اما از نظر ناظری که در کنار جاده ایستاده است، چرخ به سمت چپ حرکت می‌کند. حال یک مسئله جالب این است که آیا در قطاری که از شهر A به شهر B در حال حرکت است، نقاطی هست که نسبت به خط آهن به صورت بر عکس ، یعنی از شهر B به شهر A حرکت کند؟ جواب این سوال را با یک آزمایش می‌توان یافت.
یک ازمایش
به دایره کوچکی ، مثلا به یک سکه یا یک دگمه ، با
موم یک چوب کبریت بچسبانید. بطوریکه در امتداد شعاع دایره قرار گیرد و قسمت زیادی از آن از کناره دایره بیرون آمده باشد. حال اگر این دایره را در نقطه C روی لبه خط کش بگذارید و آن را از راست به چپ بغلتانید. نقطه‌های D و E و F واقع در آن قسمت از چوب کبریت که خارج از دایره است، نه به جلو بلکه به عقب حرکت خواهند کرد.
هر چه نقطه از کناره دایره دورتر باشد، ضمن غلتاندن دایره ، بطور محسوس تری به عقب می‌رود (نقطه D به نقطهD می‌رود). نقاط لبه برآمده چرخ قطار راه آهن نیز درست مانند نقاط خارج از کناره دایره ، در آزمایش ما حرکت می‌کنند. حالا دیگر نباید تعجب کرد که این حرکت در یک جز بسیار کوچکی از یک ثانیه طول می‌کشد. اما در هر حال علیرغم تصورات معمولی ما ، در قطار در حال حرکت تغییر مکان در جهت عکس وجود دارد.
مباحث مرتبط با عنوان
