ความแตกต่างระหว่างความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์

2024 ผู้เขียน: Alex Aldridge | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 13:51

ความเร็วเทียบกับความเร็วสัมพัทธ์

ความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์เป็นทั้งการวัดความเร็วของวัตถุ ทั้งความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์เป็นแนวคิดที่สำคัญอย่างยิ่งในสาขาต่างๆ เช่น วิศวกรรมศาสตร์ กลศาสตร์ วิทยาศาสตร์จรวด ทฤษฎีสัมพัทธภาพ และเกือบทุกสาขาที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์และวิศวกรรม หากต้องการทราบความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์มากขึ้น เราต้องมีความเข้าใจเกี่ยวกับเฟรมเป็นอย่างดี เฟรมเป็นระบบพิกัดที่กำหนดเพื่อให้การวัดสะดวกยิ่งขึ้น เฟรมมีสองประเภทคือเฟรมเฉื่อยและเฟรมไม่เฉื่อย เฟรมเฉื่อยถูกกำหนดให้เป็นเฟรมที่อยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่เฟรมที่ไม่เฉื่อยเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ไม่คงที่ (เช่น เฟรมที่ไม่เฉื่อยจะเร่งความเร็ว) ระบบพิกัดมีหลายประเภท พิกัดคาร์ทีเซียน พิกัดทรงกลม (ขั้ว) พิกัดทรงกระบอก เป็นต้น ความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์ยังมีลักษณะที่แตกต่างกันเมื่อพูดถึงกลศาสตร์คลาสสิกและกลศาสตร์สัมพัทธภาพ

ความเร็ว

ความเร็วถูกกำหนดให้เป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงของระยะทาง ความเร็วพูดทางคณิตศาสตร์เท่ากับ dx/dt (อ่านว่า d, dt x) ตามทฤษฎีแคลคูลัส มันยังแสดงอยู่ใน ẋ ความเร็วยังอยู่ในรูปของความเร็วเชิงมุม ในกรณีนั้นความเร็วจะเท่ากับอัตราการเปลี่ยนแปลงของมุม ทั้งความเร็วเชิงเส้นและความเร็วเชิงมุมเป็นเวกเตอร์ ความเร็วเชิงเส้นมีทิศทางของการเคลื่อนที่ในทันที ในขณะที่ความเร็วเชิงมุมมีทิศทางซึ่งกำหนดโดยวิธีเหล็กไขจุก ความเร็วเป็นตัวแปรเชิงสัมพัทธภาพ ซึ่งหมายความว่าต้องใช้กฎสัมพัทธภาพกับความเร็วที่เข้ากันได้กับความเร็วแสง

ความเร็วสัมพัทธ์

ความเร็วสัมพัทธ์คือความเร็วของวัตถุที่สัมพันธ์กับวัตถุอื่น ในรูปแบบเวกเตอร์นี้เขียนเป็น V̰_{A rel B}=V̰_A – V̰_B V̰ rel _{คือความเร็วของวัตถุ “A” ที่สัมพันธ์กับวัตถุ “B” โดยปกติรูปสามเหลี่ยมความเร็วหรือรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานความเร็วจะใช้ในการคำนวณความเร็วสัมพัทธ์ระหว่างวัตถุสองชิ้น ทฤษฎีสามเหลี่ยมความเร็วกล่าวว่าถ้า V}A rel Earth _{และ V}Earth rel Bถูกระบุในสองด้านของสัดส่วนสามเหลี่ยมตามขนาดและทิศทาง เส้นที่สามระบุทิศทางและขนาดของความเร็วสัมพัทธ์ ความเร็วสัมพัทธ์คือตัวแปรเชิงสัมพันธ์

ความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์ต่างกันอย่างไร

ความเร็วและความเร็วสัมพัทธ์เป็นทั้งการวัดความเร็วและทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ความเร็ววัดโดยผู้สังเกตการณ์นิ่ง ต้องวางผู้สังเกตการณ์นิ่งไว้บนเฟรมนิ่งแต่เฟรมนิ่งเป็นเพียงแนวคิด การวัดปกติของเราทั้งหมดทำบนโลก เรารู้ว่าโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ การอยู่บนวงโคจรหมายความว่ามีความเร่งสู่ศูนย์กลางของการเคลื่อนที่อยู่เสมอ ซึ่งหมายความว่าโลกไม่ใช่กรอบเฉื่อย แต่สำหรับการคำนวณส่วนใหญ่ เราใช้ Earth เป็นเฟรมนิ่ง แต่ในความเป็นจริง สิ่งที่เราวัดได้คือความเร็วสัมพัทธ์ของวัตถุที่สัมพันธ์กับโลก อันที่จริงความเร็วนั้นมาจากความเร็วสัมพัทธ์กับ V_{B เป็นศูนย์}