Relativita klidu a pohybu
Sedíš ve vlaku a čekáš, až dorazíš do cíle. Vůči sedadlu se vůbec nepohybuješ – stále sedíš na stejném místě.
Jenže člověk stojící na nástupišti tě vidí společně s vlakem projíždět kolem. Takže jak to vlastně je?
Jsi v klidu, nebo se pohybuješ?
Může být stejné těleso zároveň v klidu i v pohybu?
Když chceme rozhodnout, zda je nějaké těleso v klidu nebo v pohybu, nestačí sledovat pouze toto těleso. Musíme vždy určit, vzhledem k čemu jeho pohyb posuzujeme.
Vraťme se k cestujícímu ve vlaku. Vzhledem k sedadlu nebo samotnému vlaku se jeho poloha nemění. → Vůči vlaku je cestující v klidu. Vzhledem k nástupišti se ale jeho poloha mění, protože se společně s vlakem vzdaluje. → Vůči nástupišti je cestující v pohybu.
Obě tvrzení jsou správná. Rozdíl je pouze v tom, vůči čemu pohyb posuzujeme. Tělesu, vzhledem ke kterému určujeme polohu nebo pohyb jiného tělesa, říkáme vztažné těleso.
Definice
Klid a pohyb tělesa vždy posuzujeme vzhledem k určitému vztažnému tělesu.
Stejné těleso proto může být vzhledem k jednomu tělesu v klidu a vzhledem k jinému v pohybu. Tomuto říkáme relativita klidu a pohybu.
💡 Zapamatuj si
Nestačí říct „těleso se pohybuje“. Vždy se ptej: Vzhledem k čemu?
Klid ani pohyb neposuzujeme samostatně. Záleží na tom, jaké vztažné těleso si zvolíme.
Vztažné těleso:
Vztažné těleso je těleso, vzhledem ke kterému určujeme polohu nebo pohyb jiného tělesa. Může jím být například:
- Země,
- silnice,
- vlak,
- automobil,
- jiný člověk.
Jedno těleso můžeme navíc posuzovat vzhledem k několika různým vztažným tělesům – a dostat různé odpovědi.
Nyní se pojďme podívat na několik příkladů relativity klidu a pohybu. V následujících příkladech je potřeba si vždy uvědomit, k čemu pohyb tělesa popisujeme.
V klidu – cestující vůči vlaku
Cestující sedí na svém místě v jedoucím vlaku. Jeho poloha vzhledem k sedadlu ani vagónu se nemění.
✅ Vzhledem k vlaku je cestující v klidu.
V pohybu – cestující vůči nástupišti
Stejný cestující projíždí společně s vlakem kolem nástupiště. Jeho poloha vzhledem k nástupišti se mění.
➡️ Vzhledem k nástupišti je cestující v pohybu.
Záleží – batoh ve vlaku
Batoh leží na sedadle jedoucího vlaku. Je batoh v klidu, nebo v pohybu? Záleží na zvoleném vztažném tělese.
Vzhledem k sedadlu:
✅ Batoh je v klidu.
Vzhledem ke stromu stojícímu vedle železniční tratě:
➡️ Batoh je v pohybu.
Stejný batoh tedy můžeme ve stejném okamžiku správně označit za těleso v klidu i v pohybu.
Když máš určit, zda je těleso v klidu nebo v pohybu, nejdřív si polož otázku:
Vzhledem k čemu jeho pohyb posuzuji?
Potom sleduj jeho polohu vůči zvolenému vztažnému tělesu.
- Poloha se nemění → těleso je vůči němu v klidu.
- Poloha se mění → těleso je vůči němu v pohybu.
Bez určení vztažného tělesa nemusí mít otázka „Je těleso v klidu, nebo v pohybu?“ jednoznačnou odpověď.
⚠️ Častá chyba
„Když něco stojí, je to prostě v klidu.“
Ne vždy. Například člověk stojící v jedoucím autobuse je v klidu vůči autobusu, ale zároveň se pohybuje vůči silnici.
Stejně tak hrnek položený na stole je v klidu vůči stolu, ale společně se Zemí se pohybuje vzhledem k jiným tělesům.
Proto vždy potřebujeme dodat:
V klidu nebo v pohybu vzhledem k čemu?
Shrnutí
- Klid a pohyb vždy posuzujeme vzhledem k určitému vztažnému tělesu.
- Pokud se poloha tělesa vůči vztažnému tělesu mění, je vůči němu v pohybu.
- Pokud se poloha tělesa vůči vztažnému tělesu nemění, je vůči němu v klidu.
- Stejné těleso může být současně vůči jednomu tělesu v klidu a vůči jinému v pohybu.
- Proto říkáme, že klid a pohyb jsou relativní.
Nejdůležitější otázka celé kapitoly:
Vzhledem k čemu pohyb posuzujeme?
Dokážeš už poznat, zda je těleso v klidu nebo v pohybu, když změníme vztažné těleso? V procvičování dostaneš různé situace, ve kterých budeš muset nejen určit klid nebo pohyb, ale hlavně poznat, vzhledem k čemu toto tvrzení platí.