상대속도

 

 

상대속도  

1. 운동의 상대성
반대 방향으로 가는 두 전철이 역에 정차해 마주보고 있는 경험을 한 적이 있을 것이다. 이 때 한 전철이 움직이면 양쪽 전철에 타고 있는 사람들은 어느 전철이 움직이는지 구별되지 않는 경우가 있다. 그래서 때로는 상대편 전철이 움직이는 것을 보고 자신이 탄 전철이 움직인다고 착각을 하게 된다. 우리는 정지해 있는 사물을 기준으로 삼고 나서야 어떤 전철이 정말 움직이는 것인지 정확한 판단을 하게 된다.
하지만 정말 정지해 있는 것이 있는가? 우리가 정지해 있다고 착각(?)하는 이 땅도 열심히 자전하고 있지 않은가? 지구 밖의 우주선에서 나를 본다면 내가 열심히 돌고 있는것으로 보이지 않는가? 그럼 실제로 누가 움직이고 누가 움직이지 않는 것일까?
결국 어떤 물체가 움직인다는 것은 상대적인 것이다. 누가 정지해있는지 누가 움직이는지를 묻는 것은 무의미한 것이다. 다만 우리는 물체의 운동을 말할 때 무엇을 기준으로 하는지를 정확히 밝히기만 하면 되는 것이다.
 

2. 상대 속도
A를 관측자라 하고 B를 물체라 하면 A가 보는 B의 상대속도  v_AB 는 다음과 같이 정의한다.

        

    v_AB = v_B - v_A

 

* 부호의 물리적 의미
물리에서 부호는 수학적인 의미와는 다른 방향의 의미이다. 방향이란 것도 상대적인 것이어서 내가 어떤 방향을 임의로 (+)라 한다면 그 반대 방향은 (-)가 되는 것이다. 따라서 운동을 다룰 때 그 운동방향이 다르다면 반드시 부호를 다르게 표현해야 하며 사용하는 부호는 일관성있게 표현되어야 한다.

 

 

3. 직선상에서 상대 속도

 

 

            

 · 자전거를 탄 사람이 본(느끼는) 트럭의 속도 = 12 - 5 = 7 m/s

 · 트럭에서 본(느끼는) 자전거를 탄 사람의 속도 = 5 - 12 = (-)7 m/s

 · (-)가 의미하는 것은 관측자 운동방향과 반대 방향임을 의미