Kiirus vs suhteline kiirus
Kiirus ja suhteline kiirus on mõlemad objekti liikumise kiiruse mõõtmised. Nii kiirus kui ka suhteline kiirus on väga olulised mõisted sellistes valdkondades nagu inseneriteadus, mehaanika, raketiteadus, relatiivsusteooria ja peaaegu kõik füüsika ja inseneriteaduse valdkonnad. Kiiruse ja suhtelise kiiruse palju paremaks tundmaõppimiseks peame raamidest hästi aru saama. Raam on koordinaatide süsteem, mis on määratletud mõõtmise mugavamaks muutmiseks. Kaame on kahte tüüpi: inertsiaalsed ja mitteinertsiaalsed kaadrid. Inertsiaalkaadrid on defineeritud kui kaadrid, mis on puhkeseisundis või liiguvad konstantse kiirusega. Mitteinertsiaalsed kaadrid liiguvad ebakonstantse kiirusega (st mitteinertsiaalsed kaadrid kiirenevad). Koordinaadisüsteeme on mitut tüüpi: ristkoordinaadid, sfäärilised (polaarsed) koordinaadid ja silindrilised koordinaadid on vaid mõned. Klassikalise mehaanika ja relativistliku mehaanika puhul on ka kiirusel ja suhtelisel kiirusel erinevad omadused.
Kiirus
Kiirus on määratletud kui vahemaa muutumise kiirus. Matemaatiliselt on kiirus arvutamise teooriate kohaselt võrdne dx/dt (loetakse kui d, dt x). Seda tähistatakse ka tähega ẋ. Kiirus võtab ka nurkkiiruse kuju; sel juhul on kiirus võrdne nurga muutumise kiirusega. Nii lineaarkiirus kui ka nurkkiirus on vektorid. Lineaarkiirusel on hetkelise liikumise suund, samas kui nurkkiirusel on suund, mis määratakse korgitseri meetodil. Kiirus on relativistlik variant, mis tähendab, et valguse kiirusega ühilduvate kiiruste puhul tuleb rakendada relatiivsusseadusi.
Suhteline kiirus
Suhteline kiirus on objekti kiirus teise objekti suhtes. Vektorkujul kirjutatakse see järgmiselt: V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel on objekti “A” kiirus objekti “B” suhtes. Tavaliselt kasutatakse kahe objekti vahelise suhtelise kiiruse arvutamiseks kiiruskolmnurka või kiiruse rööpkülikut. Kiiruskolmnurga teooria väidab, et kui VA rel Earth ja VMaa rel Bon näidatud kolmnurga kahel küljel proportsionaalselt suuruse ja suunaga, kolmas joon näitab suhtelise kiiruse suunda ja suurust. Suhteline kiirus on relativistlik variant.
Mis vahe on kiirusel ja suhtelisel kiirusel?
Kiirus ja suhteline kiirus on mõlemad objekti liikumise kiiruse ja suuna mõõtmised. Kiirust mõõdab liikumatu vaatleja. Statsionaarsele raamile tuleb asetada liikumatu vaatleja. Kuid liikumatu kaader on vaid kontseptsioon. Kõik meie regulaarsed mõõtmised tehakse maa peal. Me teame, et Maa tiirleb ümber päikese. Orbiidil olemine tähendab, et liikumiskeskme suunas toimub alati tsentripetaalne kiirendus. See tähendab, et maa ei ole inertsiaalne raam. Kuid enamiku arvutuste jaoks võtame maapinna liikumatu raamina. Kuid tegelikult mõõdame objekti suhtelist kiirust maa suhtes. Kiirus on tegelikult suhtelise kiiruse tuletis, kus VB on null.
