3.1 Liikkeen suhteellisuus

Yksinkertaisin liike on etenemisliike. Kappale voi myös pyöriä jonkin akselin ympäri. Joka tapauksessa liikkeeseen liittyy aina suhteellisuus. Tämä tarkoittaa, että voimme puhua kappaleen liikkeestä vain toisen kappaleen suhteen. Koordinaatisto, jonka avulla paikka ilmoitetaan, kiinnitetään aina johonkin toiseen kappaleeseen kuten maanpinnalle.

Meille usein luonnollisinta on kiinnittää koordinaatisto maanpinnalle. Mittaamme auton nopeutta maanpinnan suhteen. Toisaalta ollessamme kyydissä autossa voimme helposti ajatella koordinaatiston kiinnitetyksi autoon, jossa olemme. Samassa autossa olevan ystävämme nopeus meihin nähden on nolla. Kun toinen auto ohittaa meidät, on helpompi arvioida sen nopeus meihin nähden kuin maanpintaan nähden.

Esim. Ajat autolla nopeudella 80 km/h. Toinen samaan suuntaan ajava auto ohittaa sinut nopeudella 100 km/h. Ohittavan auton nopeus on 100km/h - 80 km/h
= 20 km/h sinun autoosi nähden.

Esim. Autosi nopeus on 80 km/h ja vastaan tulee auto nopudella
70 km/h.Vastaan tulevan auton nopeus sinuun nähden on
80 km/h - (-70 km/h) = 150 km/h.
Tässä tilanteessa, jos unohdat ympäristöstä kaiken muun paitsi vastaan tulevan auton, vaikutelma on kuin olisit levossa ja auto lähestyisi nopeudella 150 km/h.

Huomaatko periaatteen, jolla saat suhteellisen nopeuden ?
Edellä olevissa esimerkeissä meneteltiin näin:
Ohittavan auton nopeus - havaitsijan nopeus eli yleisemmin: Mitattavan objektin nopeus - koordinaatiston nopeus.

Esim. Henkilö A lähtee ajamaan mopedilla pohjoiseen nopudella 10 m/s ja henkilö B länteen nopudella 10 m/s. Mikä on B:n nopeus A:han nähden ?
On siis vähennettävä B:n nopudesta A:n nopeus. Koska nopeus on vektorisuure, kuvataan tilanne vektoreilla.

Voit vetää hiirellä B:n nopeusvektorin kärjestä ja muuttaa B:n nopeutta. Näet, kuinka suhteellinen nopeus muuttuu.

Seuraavassa sovelmassa kuvataan veneen liikettä virrassa. Anna veneelle ja virtaavalle vedelle nopeudet !