ابزار فیزیک / سینماتیک

محاسبه سرعت نسبی (خلاف جهت)

محاسبه مجموع سرعت‌ها زمانی که دو جسم به سمت یکدیگر (شاخ‌به‌شاخ) یا خلاف جهت هم حرکت می‌کنند. مناسب برای تحلیل تصادفات و مسائل فیزیک.

جهت حرکت:
Unit
Unit

سرعت نسبی (V₁ + V₂)

-

نرخ نزدیک شدن یا دور شدن

تحلیل فیزیکی حرکت در خلاف جهت

زمانی که دو متحرک در خلاف جهت یکدیگر حرکت می‌کنند، سرعت نسبی آن‌ها بیشینه است. این حالت شامل دو سناریو می‌شود: حرکت به سمت هم (نزدیک شدن / برخورد) یا حرکت در جهت مخالف از یک نقطه مشترک (دور شدن). در هر دو حالت، برای یافتن سرعت نسبی باید اندازه سرعت‌ها را جمع کرد.

فرمول محاسبه:

Vrel = V1 + V2

در این رابطه $V_1$ و $V_2$ تندی (بزرگی سرعت) دو متحرک هستند.

چرا جمع می‌کنیم؟

از دیدگاه برداری، اگر جهت مثبت را سمت راست در نظر بگیریم، جسمی که به چپ می‌رود سرعت منفی دارد. فرمول کلی $V_ = V_1 - V_2$ است. اگر $V_2$ منفی باشد، عبارت تبدیل به $V_1 - (-V_2) = V_1 + V_2$ می‌شود.

کاربرد در تصادفات

این مفهوم توضیح می‌دهد چرا تصادفات «شاخ‌به‌شاخ» بسیار مهلک‌تر از تصادفات هم‌مسیر هستند. انرژی برخورد متناسب با توان دوم سرعت نسبی است که در اینجا حاصل‌جمع سرعت‌هاست.