Классический закон сложения скоростей базируется на преобразованиях Галилея и применим в рамках классической механики Ньютона, когда скорости движения тел значительно меньше скорости света. Формула закона Если тело движется со скоростью относительно некоторой системы отсчета , которая, в свою очередь, движется со скоростью относительно неподвижной системы отсчета , то скорость тела относительно неподвижной системы находится путем векторного суммирования: Где:
- — скорость тела относительно неподвижной системы отсчета. — скорость тела относительно движущейся системы отсчета. — скорость движущейся системы отсчета относительно неподвижной.
Формулировка закона Скорость тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости этого тела относительно движущейся системы отсчета и скорости самой движущейся системы относительно неподвижной. Основные положения закона:
- Относительность движения: Скорость объекта зависит от выбора системы отсчета.
- Инвариантность времени: В классической механике предполагается, что время течет одинаково во всех системах отсчета ( ). Векторный характер: Сложение производится по правилу параллелограмма (или треугольника).
Применение в скалярном виде Для решения задач векторное уравнение часто проецируют на оси координат. Если движение происходит вдоль одной прямой, формула принимает вид:
- Движение в одном направлении: (скорости складываются). Движение в противоположных направлениях: (скорости вычитаются).
Ограничения Данный закон является приближенным и перестает быть точным при скоростях, близких к скорости света ( м/с). В таких случаях используются релятивистские преобразования Лоренца, где сумма двух скоростей никогда не может превысить скорость света. Я могу составить для вас несколько практических задач на применение этого закона или подготовить сравнительную таблицу между классическим и релятивистским сложением скоростей.