Question

Два автомобиля движутся навстречу друг другу. В каком случае скорость автомобилей больше - когда движение рассматривается относительно Земли или относительно друг друга

Answer 1

Введем двух наблюдателей. Один сидит в левом автомобиле, а второй сидит на лавочке около шоссе. Пусть вначале левый автомобиль стоит, а правый едет к нему со скоростью v=100 км/ч . Оба наблюдателя – в левой машине и на лавлочке- фиксируют одну и ту же скорость правого автомобиля – 100 км/ч. Это скорость относительно Земли.  Но, вот левый автомобиль поехал навстречу правому со скоростью 50 км/ч. Теперь правый автомобиль приближается к левому со скоростью 50+100=150 км/ч. Это есть скорость правого автомобиля относительно движущегося левого. А по отношению к Земле, т.е. для наблюдателя на лавочке, правый автомобиль  как ехал со скоростью 100 км/ч, так и едет.

Answer 2

Скорость автомобилей будет одинаковой в обоих случаях, так как она определяется их собственным движением, а не относительно наблюдающей системы (в данном случае либо Земли, либо друг друга).

Однако, скорость автомобилей может быть воспринимаемой различной при наблюдении из разных точек зрения. Если мы рассматриваем движение автомобилей относительно Земли, то скорость автомобиля, движущегося противоположно к нашему наблюдению, будет кажется больше. К примеру, если один автомобиль движется со скоростью 50 км/ч, а другой - со скоростью 30 км/ч, то относительно Земли первый автомобиль будет иметь скорость 80 км/ч (сумма скоростей), а второй - 20 км/ч (разность скоростей).

Однако, если мы рассматриваем движение автомобилей относительно друг друга, то скорость будет рассчитываться относительно их взаимного движения. В этом случае, скорость одного автомобиля будет равна скорости второго автомобиля, но с противоположным знаком. Поэтому, если первый автомобиль движется со скоростью 50 км/ч, а второй - со скоростью 30 км/ч, то относительно друг друга скорость будет равна 80 км/ч, но с разными направлениями.

Таким образом, скорость автомобилей будет одинаковой независимо от того, какая система отсчета выбрана для измерения, но воспринимаемая скорость может различаться в разных точках наблюдения.