Складывая перемещения, вы обычно делаете сначала один сдвиг и только затем — другой. Однако при сложении скоростей приходится иметь дело с двумя движениями, происходящими в одно и то же время. Взгляните на задачу, показанную на рисунке. Чему равна скорость мяча относительно земли? Штриховая стрелка, полученная векторным сложением, показывает и модуль, и направление результирующей скорости. Вот другой пример. Рассмотрим самолет, который держит курс на север и летит со скоростью 600 км/ч относительно воздуха.

С запада на восток дует ветер, скорость которого равна 100 км/ч. После часа полета самолет окажется в 600 км к северу и в 100 км к востоку от начального пункта. Его скорость относительно Земли равна 608 км/ч и отклоняется на угол 9,5° к востоку от направления на север. Векторная диаграмма для такого составного движения выглядит точно так же, как и диаграмма перемещений. Для решения любой подобной задачи сделайте набросок векторов, не заботясь о точном соблюдении масштаба, обозначьте векторы, разложите их на взаимно перпендикулярные компоненты, обозначьте эти компоненты, сложите между собой х-компоненты, затем у-компоненты, найдите модуль и направление результирующего вектора.

Приведем еще один пример сложения скоростей. Предположим, что вам нужно переправиться через реку, которая течет на юг со скоростью 6 км/ч. В стоячей воде ваша лодка может плыть со скоростью 10 км/ч. Вы хотите пересечь реку точно поперек с западного берега на восточный. Для этого на всем пути вам придется направлять нос лодки под некоторым углом вверх по течению. (Если вы будете держать курс на восток, вас снесет вниз по течению реки.) Обратите внимание, что в этом случае направление результирующего вектора известно (на восток), но его модуль требуется определить. Модули двух скоростей известны (6 км/ч и 10 км/ч), но направление курса лодки и модуль результирующей скорости, с которой лодка пересекает реку, нужно найти. Это ситуация, типичная для навигации.

Для решения подобной задачи полезно не только сделать набросок векторов, но также записать в виде таблицы то, что известно и что не известно у каждого из векторов. Здесь фигурируют три вектора: скорость течения, скорость лодки относительно воды и результирующая скорость лодки относительно берегов. Таблица должна давать по две величины для каждой из этих скоростей: модуль и направление. Из шести величин в любой подобной задаче четыре должны быть обязательно даны, а две оставшиеся могут быть найдены.

Интересные технические игрушки:   Секрет калейдоскопа прост,   Обезьянка на проволоке

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”