会“静止”的相对运动

聊到相对运动，我就会想到某个讲解舰船知识的军事网站。上面有人发了个帖子，连着火了十几年。他发的帖子是这么说的：

发帖人提出这一设想之后，大家纷纷跑去膜拜，称发帖人为失重教主。

如果学过物理，你就会知道，这种设想非常不合理。

因为，快落到地面时，有一个非常大的往下的速度，如果想腾空、悬空，或者想静止，就需要一个很大的力往上弹。

人在飞机上，跟着飞机一块高速下降，就算真能弹起来，同样大小的力会施加给这个人，跟直接坠地没什么区别，一样会死掉。

这和跳车类似，为什么行驶过程中不能跳车？因为车虽然不高，但人跳下来，等于瞬间从车行驶的速度，变成静止。只要一着地，就会摔倒。严重的话，甚至会摔死。

还有一个最经典的物理题：一艘船在静水（没有水流的时候）里巡航时速是15千米，全速是30千米／时。船在水流速5千米／时的河流里巡航时逆流而上，路过一个桥墩，掉了个箱子，没有发现，开了半个小时之后发现了，立刻掉头全速追赶，问多久能追上这个箱子？

这个问题中，很多人会被水流速度影响，其实它是不用考虑的。因为你的箱子跟着水流在动，你的船也跟着水流在动，也就是说它实际上是一个整体，不管是顺流还是逆流，只要把箱子和水看成一个整体且当成静止的，船的速度是不受影响的。

因此，全速追赶箱子，花费时间就是15分钟。再回到一起运动的水和箱子，水流速5千米／时，追上时箱子被冲走了3.75千米。这个题基本上不用计算，就能秒出答案。

如果是在大海里，你是不是就不想流速的问题了？为什么？因为没有参照物，没有岸也没有桥，你就会觉得海面是静止的，其实海水也在流动，因为有洋流。再深入一下，你总是随着地球在动，会考虑地球自转吗？一样不会考虑。

说到这里，大家应该对相对运动有了大概的了解。通过下面几个小问题，我们一起再巩固一下知识吧！

人能徒手抓住飞行的子弹吗？

据说，第一次世界大战期间，一名法国飞行员在2 000米高空飞行的时候，发现耳边有个小东西在运动。一开始他以为是一只飞虫，于是随手就把这个东西抓住了。但当他打开手后，惊讶地发现，他手里抓的竟然是一颗德军的子弹。

听起来是不是有些匪夷所思？其实，用相对运动来解释，一切就都合理了。假设，子弹射出枪口的速度是1 000米／秒，射出去之后，由于空气阻力，飞行了很远才到达飞行末端。这个时候，子弹的速度可能已经减到了40米／秒左右，而当时飞机的飞行速度也可以达到40米／秒左右。

这意味着，在某个时刻，子弹和飞机具有相同的飞行速度。子弹相对飞机来说，就是静止不动的，飞行员徒手抓住子弹就不是什么难事了。尤其是飞行员还会佩戴皮手套，也不怕子弹在飞行中，跟空气摩擦产生的高温。

和徒手接子弹类似的，还有据说是1935年差点发生的一起火车事故。当时，火车司机博尔谢夫正驾驶着蒸汽火车快速行驶，他发现对面有辆没有火车头的36节火车，正以15千米／时的速度向自己驶来。

这时，博尔谢夫急中生智，将火车停下来并开始倒车。随着前面36节车厢接近自己的火车，博尔谢夫逐渐将倒车速度提高到15千米／时，而这时前面的36节车厢刚好接触到自己的火车。就这样，博尔谢夫稳稳地接住了这36节车厢，避免了一场碰撞事故的发生！

说个更常规的，我现在拍一下你的肩膀，表面看我们都是静止的，速度都为0，实际上我们都在随着地球飞，而且速度非常快。从这个角度上说，速度不是最重要的，相对速度才是最重要的。

同样的例子，我们生活中也比比皆是。比如，你追着飞盘跑，抓飞盘的时候，会觉得没有冲击力；但你只要迎着飞盘，就会被打到手。所以，想要接飞盘，就得跟着飞盘跑，这就是相对运动的秘密。你看狗叼飞盘，也是追着飞盘跑，迎着飞盘跑，一下就把它打疼了。

太阳东升西落，为什么不能说太阳是在围绕着地球转？

想知道这个问题的答案，大家不妨设想一下，如果太阳只有地球一个行星，你还会关心谁围绕着谁转吗？根本不会关心！正因为太阳有八大行星，所以导致你根本分不清是太阳围着地球转，还是地球绕着太阳转。

为了更好地研究它俩之间的运动，就固定地把太阳当成参照系。因为只有这样，研究这个运动才能变得更容易，因为其他行星也都按照同样的规律围绕着太阳转。所以，之后大家就达成共识，一致认为是地球围绕着太阳转。

当然，除此之外，还有一个历史原因，这就不得不提太阳系是从哪儿来的。简单解释一下，太阳系是一大片星云在引力作用下坍缩聚集形成的，而太阳恰好就在星系旋转的正中心。太阳周围的行星是围绕中心旋转的星云物质聚集而成的。

可见，从历史的角度来说，太阳系的物体都在围绕中心来转。因为中心质量最大，引力也最大。爆发的时候，以它为中心，大家都在转来转去，也就有了地球围绕太阳转这一说法。

说到这里，再给大家补充一个小知识点。太阳系形成时，超新星爆发的瞬间，当时爆炸的物质没分配好，有一个大物体本来有可能形成太阳的一个伴星（另一个太阳），但是当时分家的时候，它没抢到足够多的物质，所以，这个伴星最终没能形成，便成了今天的木星。否则，咱们现在就会看到两个太阳了。

垂直下落的物体和水平抛出的物体为什么同时落地？

聊这个问题之前，咱们先看两个概念，矢量和标量。矢量，指的是既有大小又有方向的量并且有独特的一套运算法则。比如，速度就是矢量，速度既有大小也会有个朝向，位移（从一个位置指向另一个位置的有向线段）也是矢量，既有大小又有方向。另外就是标量，指的是只有大小，没有方向的量。比如温度、长度等就是标量，只有大小，没有方向，你总不能说今天的气温是35摄氏度，方向朝左吧。

当然，矢量这个概念，并不是特别好理解。以至于很多学生读到了高中，特别是在力学板块，根本学不明白，因为大家不知道该怎么去分解这个矢量。

为什么我在这里要刻意强调矢量和标量的概念呢？因为咱们接下来的内容，也就是我们这里提到的运动其实就是一种矢量。实际上，物体在下落的时候，会把它分解成水平方向和竖直方向两个运动。

假如有两个物体的高度一样，可以想象一下，垂直下落和水平抛出去的物体，它们在竖直方向的运动是完全一样的，只不过一个不存在水平方向的运动，另一个存在水平方向的运动。

比如你坐飞机，从飞机上丢下一个石块或者圆球。地面上的人看到的运动轨迹是抛物线，而飞机的人看到的一直是竖直向下的直线运动。虽然这里我们换了一个角度，运动的曲线也不一样，但不管是从地面上看到，还是从飞机上看到的，会发现它们是同时落地的。

在物理学里，一旦提到运动，其实都是相对而言的。没有什么绝对的东西，关键在于你的参考系是什么。